Phase I - Consorem

CARACTERISTIQUES
MINERALOGIQUES
ET
CHIMIQUES DES ALTERATIONS DANS LES
ROCHES DE HAUT GRADE METAMORPHIQUE –
PHASE I
Projet 2013-04
Par : Lucie Mathieu, Ph.D.
2014
AVERTISSEMENT
Ce document présente certains résultats des travaux de recherche du
CONSOREM (Consortium de Recherche en Exploration minérale) rendus publics
pour le bénéfice de l’ensemble de la communauté géologique, ceci après la
période de confidentialité prévue aux règlements généraux du CONSOREM.
Bien que ce document ait subi un processus d’évaluation interne, des erreurs ou
omissions peuvent s’y retrouver. Le CONSOREM ne peut être tenu responsable
pour des décisions prises sur la base de ces résultats.
Le contenu du document demeure la propriété de son auteur et du CONSOREM
et peut être reproduit en totalité ou en partie à des fins non-commerciales en
citant la référence suivante :
Mathieu, L., 2014. Caractéristiques minéralogiques et chimiques des
altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I.
Rapport, Projet CONSOREM 2013-04, 63 p.
Toutefois, la reproduction multiple de ce document, en tout ou en partie, pour
diffusion à des fins commerciales est interdite, sauf avec la permission écrite de
CONSOREM.
CONSOREM
Université du Québec à Chicoutimi
555, boulevard de l’Université
Chicoutimi, QC, G7H 2B1
Tél. : (418) 545-5011 poste 5634
Courriel : [email protected]
Site Web: www.consorem.ca
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches
de haut grade métamorphique – Phase I
ii
RÉSUMÉ
De nombreux outils lithogéochimiques qui proviennent soit de la littérature scientifique ou qui ont
été développés au CONSOREM peuvent être utilisés en exploration minérale. Parmi les
méthodes développées au CONSOREM, la méthode des bilans de masse par modélisaiton des
précurseurs s’est avérée particulièrement efficace pour quantifier l’altération au sein des roches
magmatiques. Le CONSOREM a également développé un calcul normatif pour les roches
métamorphiques, la norme CONSONORM BasGrade, conçu pour trois faciès: schiste vert
moyen, schiste vert supérieur et amphibolite inférieur. CONSONORM BasGrade calcule, en plus
des proportions minérales, différents indices d’altération basés sur ces minéraux normatifs, la
densité de l’échantillon, le CO2 et H2O normatifs, etc.
Les bilans de masse par modélisation des précurseurs et les indices d’altération de la
CONSONORM BasGrade sont des méthodes complémentaires, qui permettent de précisément
quantifier l’altération hydrothermale dans des roches de faible grade métamorphique.
Cette quantification est cependant plus difficile à effectuer en contexte de haut grade
métamorphique avec ces méthodes. En effet, la norme CONSONORM BasGrade ne peut pas
être appliquée à des roches de haut grade. Aussi, les bilans de masse ne peuvent être appliqués
qu’aux roches magmatiques, alors qu’il est souvent difficile de distinguer les roches ayant des
protolithes d’origine sédimentaire ou igné en contexte de haut grade.
Les calculs normatifs ont montré qu’ils étaient capable de faciliter l’identification et la
quantification de l’altération en terrain métamorphique, quelque soit l’origine ignée ou
sédimentaire des protolithes. Afin d’utiliser cette méthode en terrain de haut grade, les principes
de calcul de la CONSONORM BasGade ont été étendus aux conditions de haut grade dans le
cadre de ce projet. La nouvelle norme décrite dans ce rapport est nomnée CONSONORM
HautGrade et contient dix-sept faciès représentant la majorité des conditions de P-T communes
au Québec.
Ce rapport présente les principes du calcul de la CONSONORM HautGrade. Les tests
préliminaires indiquent que la norme est capable d’approximer les paragenèses naturelles dans
différents contextes métamorphiques. L’applicabilité de la méthode dans la reconnaissance des
protolithes altérés sera abordée dans une seconde phase.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches
de haut grade métamorphique – Phase I
iii
TABLE DES MATIÈRES
Avertissement ................................................................................................................................... ii RÉSUMÉ ......................................................................................................................................... iii Table des matières .......................................................................................................................... iv Liste des figures............................................................................................................................... vi Liste des tableaux ............................................................................................................................ ix 1 PROBLÉMATIQUE ET OBJECTIFS ........................................................................................1 2 NORMES ET AUTRES DÉFINITIONS .....................................................................................1 3 4 5 6 2.1 Définition générale ............................................................................................................1 2.2 Particularité des roches métamorphiques ........................................................................2 2.3 Changements minéralogiques et chimiques.....................................................................2 2.4 Séquence de calcul des normes ......................................................................................3 2.5 Limites du modèle.............................................................................................................3 MODÉLES THERMODYNAMIQUES ET BASES DE DONNÉES ............................................4 3.1 Modèles thermodynamiques.............................................................................................4 3.2 Theriak-Domino ................................................................................................................4 3.3 Perple_X ...........................................................................................................................5 CALCULS NORMATIFS DISPONIBLES ..................................................................................5 4.1 Normes CIPW et Matnorm................................................................................................5 4.2 Mesonorm .........................................................................................................................5 4.3 NORMAT ..........................................................................................................................6 4.4 Norme Consorem .............................................................................................................6 SÉQUENCE DE CALCUL DE CONSONORM HautGrade ......................................................6 5.1 Utilisation de tétraèdres métamorphiques ........................................................................6 5.2 Étape 1 : Extraction du nombre de moles des éléments ..................................................6 5.3 Étape 2 : Extraction des volatils et calcul de la GAF ........................................................7 5.4 Étape 3 : Calcul des minéraux accessoires......................................................................7 5.5 Étape 4 : Calcul des carbonates .......................................................................................8 5.6 Étape 5 : Calcul des oxydes Fe-Ti....................................................................................8 5.7 Étape 6 : Calcul des silicates ............................................................................................9 5.8 Étape 7 : Réactions entre silicates et carbonates ............................................................9 5.9 Étape 8 : Volatils normatifs et itérations .........................................................................10 5.10 Étape 9 : Message de la colonne « Comment » ............................................................11 5.11 Étape 10 : Ajustement de la quantité d’oxydes de Fe-Ti ................................................11 5.12 Étape 11 : Poids pourcent des minéraux et densité .......................................................11 CALCUL DES SILICATES ......................................................................................................13 6.1 Choix du tétraèdre métamorphique ................................................................................13 6.2 Choix de l’assemblage et calcul des proportions minérales...........................................14 Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches
de haut grade métamorphique – Phase I
iv
6.3 7 8 9 Ajustements (amphiboles, etc.) ......................................................................................14 6.3.1 Minéraux temporaires .................................................................................................14 6.3.2 Phases à Mg ou K ......................................................................................................14 6.3.3 Micas blancs ...............................................................................................................14 6.3.4 Amphiboles .................................................................................................................14 6.3.5 Minéraux FM (ferromagnésiens) ................................................................................15 6.4 Déficit / excès de silice ...................................................................................................15 6.5 Olivine et quartz ..............................................................................................................15 6.6 Depuis les solutions solides vers les pôles purs ............................................................16 OPTIONS PROPOSÉES ........................................................................................................16 7.1 Calcul du Fe2-Fe3 ..........................................................................................................16 7.2 Rapport Fe3 / (Fe3+Fe2) des oxydes de fer ..................................................................17 7.3 Calcul du CO2 .................................................................................................................17 7.4 Calcul des minéraux .......................................................................................................18 7.5 Niveau de détail ..............................................................................................................18 7.6 Options de traitement .....................................................................................................18 7.7 Option pour les bases de données contenant >25 000 entrées.....................................19 L’OPTION « CHOISIR LE FACIÈS » ......................................................................................19 8.1 Données pétrographiques ..............................................................................................19 8.2 Principe du calcul............................................................................................................20 PREMIERS TESTS.................................................................................................................22 10 CONCLUSIONS GÉNÉRALES ..............................................................................................30 RÉFÉRENCES ...............................................................................................................................31 ANNEXE A – Diagrammes ternaires pour les carbonates .............................................................33 ANNEXE B – Diagrammes ternaires pour les oxydes....................................................................34 ANNEXE C – Tétraèdres pour les réactions quartz - carbonates ..................................................35 ANNEXE D – Tétraèdres Al-Fe-Mg-Mn pour le choix du tétraèdre des silicates ...........................36 ANNEXE E – Tétraèdres des silicates Al-Ca-MgFe-KNa...............................................................37 ANNEXE F – Diagrammes ternaires des minéraux FM .................................................................61 ANNEXE G – Réactions utilisées pour résoudre le déficit en silice ...............................................62
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches
de haut grade métamorphique – Phase I
v
LISTE DES FIGURES
Figure 1.
Figure 2.
Figure 3.
Figure 4.
Figure 5.
Figure 6.
Figure 7.
Figure 8.
Figure 9.
Figure 10.
Figure 11.
Figure 12.
Figure 13.
Représentation des 17 faciès de la CONSONORM HautGrade sur un
diagramme P-T. Les champs de stabilité de pyrite-pyrrhotine et de quartzcarbonates-graphite utilisés par le calcul sont également représentés. ................... 2 Vue éclatée du tétraèdre CaCO3-MgCO3-FeCO3-SiO2 du faciès 4AMP600,
utilisé pour déterminer si les carbonates peuvent coexister avec le quartz
dans une roche ou doivent réagir pour former du graphite et des silicates. ........... 10 Séquence de calcul schématique de CONSONORM HautGrade........................... 12 Liste complète des minéraux pouvant figurer sur le diagramme ternaire CaMg-Si et exemples de réactions possibles entre ces minéraux (cf. lignes
qui lient les minéraux).............................................................................................. 16 Image montrant la fenêtre de dialogue de CONSONORM HautGrade. ................. 18 Image montrant la fenêtre de dialogue de l’étape 5bis de la configuration
des données minéralogiques................................................................................... 21 Image montrant les deux fenêtres de dialogue permettant à l’utilisateur de
choisir, parmi les 17 faciès disponibles, celui qui est le plus approprié pour
ses échantillons. ...................................................................................................... 21 Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 16 amphibolites
métamorphisées de 500-550˚C et > 6 kbars à 400-500˚C et 9-12 kbars
(Brunsmann et al., 2000). Notez que les proportions des minéraux ont été
estimées de façon approximative par l’auteure. Les minéraux ont été
calculés pour le faciès 7AMP500 (7 kbars et 500˚C), avec CO2 normatif et
Fe2-Fe3 répartis selon la méthode de Le Maître (1976) pour les roches
volcaniques. ............................................................................................................. 24 Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 19 marbres et
sédiments argileux calco-silicatés métamorphisés à 630˚C et 3 kbars
(métamorphisme de contact) (Davis et Ferry, 1993). Les minéraux ont été
calculés pour le faciès 3AMP675 (3 kbars et 675°C), avec CO2 normatif et
Fe2O3/Fe2O3T égal à 0,2. Les biotites, clinozoïsites et spinelles observés,
dont les proportions sont < 1 wt%, ne sont pas représentés. ................................. 24 Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 21 gneiss (et
anorthosites?) métamorphisés à 9 kbars et 1000˚C (pic) et gabbros
métamorphisés au faciès des amphibolites (Emmett, 1987). Les minéraux
ont été calculés avec CO2, FeO et Fe2O3 analysés, et pour le faciès
4GRA750 (4 kbars et 750˚C). .................................................................................. 25 Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 19 méta-basites
et méta-pélites métamorphisées à 9-12 kbars et 800˚C (Faak et al., 2012).
Notez que les proportions de minéraux ont été estimées de façon
approximative par l’auteure. Les minéraux ont été calculés avec FeO et
Fe2O3 analysés, sans CO2-H2O (cf. PAF non analysée) et pour le faciès
4AMP600 (4 kbars et 600˚C). .................................................................................. 25 Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 19 méta-basites
et méta-pélites (Hansen et Stuk, 1993). Les minéraux ont été calculés avec
Fe2O3/Fe2O3T égal à 0,2, sans CO2-H2O (cf. PAF non analysée) et pour le
faciès 6GRA750 (6 kbars et 750˚C); a) espèces minérales calculées et
observées; b) nature des roches observées par Hansen et Stuk (1993)................ 26 Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 25 méta-pélites
et marbres métamorphisés à 4,5 kbars et entre 450˚C et 525˚C (Leger et
Ferry, 1993). Les minéraux ont été calculés avec Fe2O3/Fe2O3T égal à 0,2,
CO2 estimé de façon normative et pour le faciès 6AMP600 (6 kbars et
600˚C). ..................................................................................................................... 27 Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches
de haut grade métamorphique – Phase I
vi
Figure 14.
Figure 15.
Figure 16.
Figure 17.
Figure 18.
Figure 19.
Figure E-1.
Figure E-2.
Figure E-3.
Figure E-4.
Figure E-5.
Figure E-6.
Figure E-7.
Figure E-8.
Comparaison entre la proportion de quartz observé et le contenu en SiO2
(wt%) des roches de Leger et Ferry (1993). Ce graphique montre que les
auteurs ont surestimé la quantité de quartz contenu dans leurs roches................. 27 Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 8 granulites
mafiques (méta-cumulats?, méta-gabbros?) et 2 migmatites felsiques du
faciès des granulites (Montanini et Tribuzio, 2001). Les minéraux ont été
calculés avec CO2 normatif et Fe2-Fe3 répartis selon la méthode de Le
Maître (1976) pour les roches plutoniques, et pour le faciès 5GRA900 (5
kbars et 900˚C). ....................................................................................................... 28 Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 12 granulites
migmatitiques métamorphisées à 8-11 kbars et 750-900˚C (Nehring et al.,
2009). Les minéraux ont été calculés avec Fe2O3/Fe2O3T égal à 0,2, sans
CO2-H2O (cf. PAF non analysée) et pour le faciès 3GRA800 (3 kbars et
800˚C). ..................................................................................................................... 28 Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 8 péridotites
(Eggins et al., 1998; Nozaka, 2010). Les minéraux ont été calculés avec
Fe2O3/Fe2O3T égal à 0,2, avec PAF entièrement égale à H2O et pour le
faciès 5GRA900 (5 kbars et 900˚C). ....................................................................... 29 Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 4 limestones
(Evans et Bickle, 2005). Les minéraux ont été calculés avec Fe2-Fe3
mesurés, avec H2O-CO2 normatifs et pour le faciès 6AMP600 (6 kbars et
600˚C). Les chiffres reportés sur le graphique correspondent à la quantité
de pyrrhotine contenue dans chacune des quatre roches, et les minéraux
cerclés de rouge sont ceux qui proviennent de l’échantillon le plus riche en
pyrrhotine. ................................................................................................................ 29 Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 2 schistes à BtGrt (Hirsch et Carlson, 2006). Les minéraux ont été calculés avec
Fe2O3/Fe2O3T égal à 0,2, avec H2O-CO2 normatifs et pour le faciès
6AMP600 (6 kbars et 600˚C). .................................................................................. 30 Représentation de l’ensemble des minéraux de CONSONORM HautGrade
sur une vue éclatée d’un tétraèdre Al-Ca-FM-KNa. ................................................ 37 Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 3AMP675. Les
traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la composition
peut varier selon que la biotite est stable ou non. ................................................... 52 Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 3GRA800. Les
traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la composition
peut varier selon que la biotite et/ou l’actinote sont stables ou non. ....................... 52 Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 5GRA900. Les
traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la composition
peut varier selon que la biotite et/ou le spinelle sont stables ou non. ..................... 53 Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 5AMP670. Les
traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la composition
peut varier selon que la biotite et/ou le mica blanc sont stables ou non. ................ 53 Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 7AMP700. Les
traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la composition
peut varier selon que la biotite et/ou le mica blanc sont stables ou non. ................ 54 Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 7AMP600. Les
traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la composition
peut varier selon que la biotite et/ou la staurotide sont stables ou non. ................. 54 Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 10GRA950. Les
traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la composition
peut varier selon que la biotite est stable ou non. ................................................... 55 Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches
de haut grade métamorphique – Phase I
vii
Figure E-9.
Figure E-10.
Figure E-11.
Figure E-12.
Figure E-13.
Figure E-14.
Figure E-15.
Figure E-16.
Figure E-17.
Figure E-18.
Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 9GRA800. Les
traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la composition
peut varier selon que la biotite est stable ou non. ................................................... 55 Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 10AMP700. Les
traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la composition
peut varier selon que la biotite et/ou le mica blanc sont stables ou non. ................ 56 Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 7AMP500. Les
traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la composition
peut varier selon que la biotite est stable ou non. ................................................... 56 Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 4AMP600. Les
traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la composition
peut varier selon que la biotite, le mica blanc et/ou la staurotide sont
stables ou non. ........................................................................................................ 57 Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 5SV400. Les
traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la composition
peut varier selon que la biotite est stable ou non. ................................................... 57 Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 9SB450. ........................ 58 Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 10SB350. ...................... 58 Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 4GRA750. Les
traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la composition
peut varier selon que la biotite est stable ou non. ................................................... 59 Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 6GRA750. Les
traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la composition
peut varier selon que la biotite est stable ou non. ................................................... 59 Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 6AMP600. Les
traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la composition
peut varier selon que la biotite et/ou la staurotide sont stables ou non. ................. 60 Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches
de haut grade métamorphique – Phase I
viii
LISTE DES TABLEAUX
Tableau E-1.
Tableau E-2.
Tableau E-3.
Tableau E-4.
Tableau E-5.
Tableau E-6.
Tableau E-7.
Tableau E-8.
Tableau E-9.
Tableau E-10.
Tableau E-11.
Tableau E-12.
Tableau E-13.
Tableau E-14.
Tableau E-15.
Tableau E-16.
Tableau E-17.
Tableau E-18.
Tableau E-19.
Conditions pour lesquelles la biotite est présente dans les tétraèdres AlCa-FM-KNa. .......................................................................................................... 38 Conditions pour lesquelles le mica blanc et/ou la staurotide sont présents
dans les tétraèdres Al-Ca-FM-KNa. ...................................................................... 38 Assemblages du faciès 3AMP675 (3 kbars, 675˚C). ............................................ 39 Assemblages du faciès 3GRA800 (3 kbars, 800˚C). ............................................ 39 Assemblages du faciès 5GRA900 (5 kbars, 900˚C). ............................................ 40 Assemblages du faciès 5AMP670 (5 kbars, 670˚C). ............................................ 40 Assemblages du faciès 7AMP700 (7 kbars, 700˚C). ............................................ 41 Assemblage du faciès 7AMP600 (7,5 kbars, 600°C). .......................................... 42 Assemblages du faciès 10GRA950 (10 kbars, 950˚C). ........................................ 44 Assemblages du faciès 9GRA800 (9 kbars, 800˚C). ............................................ 44 Assemblages du faciès 10AMP700 (10 kbars, 700˚C). ........................................ 45 Assemblages du faciès 7AMP500 (7 kbars, 500˚C). ............................................ 45 Assemblages du faciès 4AMP600 (4 kbars, 600˚C). ............................................ 46 Assemblages du faciès 5SV400 (5 kbars, 400˚C). ............................................... 48 Assemblages du faciès 9SB450 (9 kbars, 450˚C). ............................................... 49 Assemblage du faciès 10SB350 (10 kbars, 350°C). ............................................ 49 Assemblages du faciès 4GRA750 (4 kbars, 750˚C). ............................................ 50 Assemblages du faciès 6GRA750 (6 kbars, 750°C). ............................................ 50 Assemblages du faciès 6AMP600 (6 kbars, 600˚C). ............................................ 51 Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches
de haut grade métamorphique – Phase I
ix
1
PROBLÉMATIQUE ET OBJECTIFS
La méthode la plus couramment utilisée pour reconnaître les roches altérées par un fluide
hydrothermal et pour porter un jugement sur l’intensité de l’altération est la méthode des bilans de
masse. Cependant, cette méthode nécessite soit la reconnaissance d’une roche moins altérée
appartenant à la même unité (bilans par précurseurs uniques; Grant, 1986), soit l’identification des
roches ayant une origine magmatique (bilans par précurseurs modélisés; Trépanier, 2011).
En terrains métamorphisés de grades relativement élevés, les méthodes de bilans de masse ont fait
leurs preuves. Toutefois, la reconnaissance de la nature des protolithes n’est pas toujours aisée au
sein de roches de haut grade. De plus, la déformation rend les interprétations plus difficiles et
empêche, notamment, de facilement reconnaître les roches appartenant à une même unité. Les
diverses méthodes de bilan de masse ne sont donc pas toujours applicables en contexte de haut
grade.
Les indices d’altération calculés à partir de minéraux normatifs sont une méthode complémentaire aux
bilans de masse pour quantifier l’altération. La méthode NORMAT (Piché et Jébrak, 2004) a été
précurseur dans ce domaine, et a démontré la performance des indices d’altérations basés sur des
paragenèses normatives. Le CONSOREM a également développé un outil de calcul normatif, la
norme CONSONORM BasGrade, pour des conditions de faible grade métamorphique (Trépanier,
2013).
Le calcul des minéraux normatifs présente l’avantage de ne nécessiter que l’analyse des éléments
majeurs et de pouvoir être applicable à tous types de roches, quelle que soit la nature de leurs
protolithes, ignée ou sédimentaire. Cependant, NORMAT et CONSONORM BasGrade sont
applicables seulement pour des roches de faible grade métamorphique (schiste vert inférieur et
supérieur, amphibolite inférieur).
Le but de ce projet est d’étendre le principe du calcul normatif à des roches haut grade en
développant une nouvelle norme capable de calculer des paragenèses pour 17 conditions de P-T
typiques, principalement, des facies des granulites et des amphibolites (Figure 1). Ce nouvel outil
sera désigné CONSONORM HautGrade afin de le distinguer de l’outil CONSOREM antérieur; c’est-àdire la norme CONSOREM (Trépanier 2013) qui sera désignée CONSONORM BasGrade dans ce
rapport.
Ce rapport contient une description du calcul normatif et quelques tests effectués sur des données de
la littérature. Ce calcul sera utilisé pour identifier et quantifier l’altération dans la seconde phase de ce
projet.
2 NORMES ET AUTRES DÉFINITIONS
2.1
Définition générale
La norme d’une roche correspond à la composition minéralogique théorique ou calculée qu’elle aurait
eue si ses minéraux avaient cristallisés à l’équilibre (Foucault et Raoult, 1992). Les calculs normatifs
ont d’abord été appliqués aux roches magmatiques (cf. norme CIPW; Cross et al., 1902). Dans ce
type de roches, la notion d’équilibre décrit des minéraux ayant cristallisés dans un laps de temps
relativement court, à partir d’un magma de composition (et de température) similaire. Retenons qu’une
norme est avant tout un modèle et que, comme tout modèle, les normes ne sont applicables que sous
certaines conditions.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
1
2.2
Particularité des roches métamorphiques
Des travaux postérieurs à la norme CIPW ont étendu le principe du calcul normatif à des roches
métamorphiques (Barth, 1959; Piché et Jébrak, 2004). Dans une roche métamorphique, les minéraux
en équilibre ont cristallisé dans une gamme de pression (P) et température (T) restreinte et similaire.
Les roches métamorphiques sont d’abord enfouies dans la croûte puis remontées à la surface (cf.
chemin P-T). Durant leurs pérégrinations, les roches subissent une variété de conditions de pressions
et températures, et chaque nouvelle condition P-T est susceptible d’être matérialisée par la formation
de nouvelles phases minérales.
En fait, la formation de nouvelles phases est limitée pour la plupart des conditions P-T, et ne concerne
vraiment l’intégralité d’une roche qu’au pic du métamorphisme, où une paragenèse principale se
forme. Ce pic est souvent légèrement décalé par rapport à la température maximale atteinte par la
roche, car les réactions entre minéraux ont besoin d’un certain laps de temps pour se réaliser.
L’objectif des normes est de calculer cette paragenèse principale. Notons que l’entière complexité
d’une roche métamorphique, i.e. ses minéraux hérités et ses phases rétrogrades, ne peut pas être
reproduite par un calcul normatif.
Figure 1. Représentation des 17 faciès de la CONSONORM HautGrade sur un diagramme P-T. Les
champs de stabilité de pyrite-pyrrhotine et de quartz-carbonates-graphite utilisés par le calcul sont
également représentés.
2.3
Changements minéralogiques et chimiques
Le métamorphisme est un processus relativement isochimique, c’est-à-dire qu’il entraîne d’importants
changements minéralogiques, mais de très faibles changements chimiques dans une roche. Le
métamorphisme fait cependant varier la proportion des éléments volatils, car l’augmentation de la
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
2
température a tendance à dévolatiliser les roches en déstabilisant les minéraux contenant H, C et/ou
S.
Le passage d’un fluide hydrothermal dans une roche entraîne des changements minéralogiques (cf.
altération) et chimiques (cf. métasomatisme) (Stanley et Madeisky, 1994). Ainsi, le métamorphisme,
qui modifie la minéralogie de la roche, entraîne la perte de l’information minéralogique produite par le
processus d’altération. Par contre, le métamorphisme conservera, en grande partie, l’empreinte du
métasomatisme.
2.4
Séquence de calcul des normes
Tout calcul normatif est séquentiel, c’est-à-dire que les minéraux sont calculés soit un par un, soit par
groupe, et toujours de façon successive. À chaque étape, la quantité des éléments utilisés pour former
les premières phases est soustraite au total des éléments qui seront utilisés pour former les phases
suivantes.
Les calculs débutent par la formation des phases dans lesquelles entre un élément particulier, qui
n’est utilisé par aucunes autres phases communément observées dans les roches (cf. le phosphore
pour l’apatite). Ensuite, différentes hypothèses sont formulées pour former les minéraux qui intègrent
les éléments les plus communs (cf. Fe, Mg, Ca, Al, K, Na, Si). Les calculs normatifs considèrent
généralement que Si et H sont en excès, ce qui simplifie le calcul. Ceci rend également nécessaire la
mise en place d’une série d’ajustements, effectués à la fin du calcul, pour régler le cas des roches
sous-saturées en Si (cf. roches qui contiennent trop de K, Na et autres par rapport à leurs contenus en
Si).
La séquence de calcul ne correspond pas à l’ordre naturel dans lequel les phases cristallisent. L’ordre
de formation des minéraux de la norme CIPW, par exemple, ne correspond à aucune séquence de
cristallisation. Ce principe permet de ne pas introduire de modèle théorique dans le calcul, ce qui fait
que la norme CIPW, établie il y a un siècle à un moment où l’on avait une vision floue de la
cristallisation fractionnée, soit encore utilisable aujourd’hui. Aussi, certaines normes s’affranchissent
du calcul séquentiel et forment certains minéraux de façon simultanée (Pruseth, 2009).
2.5
Limites du modèle
Les normes tentent d’approximer la composition minéralogique principale d’une roche. Elles sont
également capables de calculer certaines phases mineures, comme l’apatite ou le zircon, si ces
phases contiennent un élément que l’on ne peut pas répartir autrement. D’autres types de phases
mineures sont plus difficiles à approximer, ou ne sont pas calculables.
Les calculs sont ainsi limités par le nombre d’espèces minérales prises en considération. Pour la
norme CIPW, les minéraux calculables sont ceux qui sont les plus souvent observés dans les roches
magmatiques, qui sont des roches qui présentent une variabilité minéralogique relativement limitée.
Les roches métamorphiques contiennent une plus grande variété de minéraux, et il est donc
nécessaire de sélectionner les phases qui seront ou non intégrées au calcul normatif. Cette sélection
est généralement dictée par le degré de documentation thermodynamique attenant à chaque phase.
Une autre limite des calculs normatifs est due à la capacité qu’ont les minéraux d’incorporer les
éléments traces les plus variés. Par exemple, le Zn se substitue au Fe et entre dans la structure de
nombreux minéraux. Ainsi, lorsque le calcul attribue tout le Zn à la sphalérite, il a tendance à très
légèrement surestimer la proportion de ce sulfure. Les différences avec les proportions réelles de
sphalérite sont cependant minimes. Ce type de simplification pose un problème plus grave en
contexte métamorphique, car la présence de certains éléments traces stabilise ou déstabilise les
structures cristallines, augmentant ou diminuant le champ de stabilité de certaines phases. Ce rôle
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
3
joué par les traces est encore peu documenté par les modéles thermodynamiques, et est donc
difficilement prédictible par le calcul.
3 MODÉLES THERMODYNAMIQUES ET BASES DE DONNÉES
3.1
Modèles thermodynamiques
À la base de tous calculs normatifs on trouve une liste de minéraux qu’il faut calculer. Pour les roches
magmatiques, ces minéraux sont ceux que l’on observe le plus souvent. Pour les roches
métamorphiques, la liste des minéraux possibles est très longue, varie d’un faciès à l’autre et d’un
type de roche à l’autre. Il est donc plus difficile d’établir une liste de minéraux à partir d’observations
de terrain.
Les normes CONSONORM BasGrade et HautGrade déterminent les phases principales à calculer
pour chaque roche à partir de tétraèdres métamorphiques, qui sont un moyen simple de représenter
un grand nombre de silicates pour une condition de P-T donnée et pour toute une gamme de
compositions chimiques. Ces tétraèdres sont un amalgame de diagrammes de stabilité
métamorphique tirés de la littérature ou produits, dans le cadre de ce projet, à l’aide des logiciels
Theriak-Domino (de Capitani et Petrakakis, 2010) et Perple_X (Connolly, 2005).
Ces logiciels sont des interfaces permettant d’utiliser les bases de données thermodynamiques à
travers une série de fonctions thermodynamiques, et de représenter les résultats de façons diverses
(cf. diagramme ternaire, P-T, pseudo-section, etc.). Les bases de données thermodynamiques, quant
à elles, regroupent une série de paramètres décrivant la stabilité des phases minérales (pôles purs et
solutions solides).
Ces bases de données ont été établies à partir d’observations faites sur les roches naturelles et
d’expériences en laboratoire. Elles sont limitées par notre état de connaissance actuel des minéraux.
De plus, les expériences en laboratoire utilisent des systèmes simplifiés : il est donc difficile, à partir
de telles données, de prédire le comportement de minéraux contenant des éléments traces nonmodélisés, comme le Zn par exemple. Ces banques sont aussi « internally consistant », ce qui semble
signifier que les chiffres ont été adaptés pour permettre une certaine compatibilité entre les minéraux
lors de la résolution des équations thermodynamiques. Le niveau de modélisation et d’approximation
qu’entraîne cette consistance interne n’est pas connu par l’auteur.
Ainsi, le modèle « CONSONORM HautGrade » est basé sur des équilibres qui représentent un
premier niveau de modèle ; i.e. une première simplification des cas naturels. Il est important de se
souvenir que toutes les phases minérales et les solutions solides ne sont pas aussi bien documentées
les unes que les autres, et que ceci peut entraîner des différences entre les minéraux calculés et les
minéraux observés.
3.2
Theriak-Domino
Theriak-Domino est une suite de logiciels développés par C. de Capitani (de Capitani et Petrakakis,
2010). La dernière version du logiciel a été compilée en octobre 2010. Elle est fournie avec quelques
bases de données formatées de façon à être compatibles avec le code.
Parmis ces bases de données, la base la plus complète, et donc la plus souvent exploitée pendant
cette étude, est la JUN92 développée par Berman (1988). Les modifications apportées à cette base
de données depuis 1992 sont limitées, et elle n’intègre donc pas le résultat des expériences de ces
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
4
vingt dernières années. La base de données JUN92 a été utilisée pour établir une partie des
tétraèdres de la norme CONSOREM. Pour la norme HautGrade, d’autres bases ont plus souvent été
utilisées (cf. Perple_X).
3.3
Perple_X
Perple_X est une interface très similaire à Theriak-Domino. C’est une collection de programmes
Fortran77 développés par J. Connolly (Connolly, 2005). L’avantage majeur de Perple_X est que le
code et les bases de données qu’il peut utiliser sont mises à jour régulièrement. Il est également
capable d’utiliser un fichier qui décrit les solutions solides des principaux minéraux. Ce fichier a
notamment permis, dans le cadre de ce projet, d’introduire la spessartine dans les diagrammes de
phases, et de préciser le champ de stabilité de l’amphibole.
La base de données utilisée pour construire la CONSONORM HautGrade est la base hp02ver, qui
correspond à la base de données de Holland et Powell (1998) révisée par les auteurs de Perple_X
(Connolly et Kerrich, 2002; Connolly, 2005). Les modèles de solutions solides sont le fruit du travail de
nombreux chercheurs (cf. liste complète des références disponibles sur le site internet de Perple_X).
4 CALCULS NORMATIFS DISPONIBLES
La CONSONORM HautGrade découle d’une série de travaux qui sont résumés ci-dessous. Sa
principale référence est la CONSONORM BasGrade (Trépanier 2013), dont le présent calcul est très
largement inspiré.
4.1
Normes CIPW et Matnorm
La norme CIPW (Cross et al., 1902), qui est la norme historique la plus utilisée, n’est pas décrite plus
avant ici. Pour plus de détails, le lecteur est référé à Cross et al., (1902). Notons seulement que la
CIPW a fait l’objet de très nombreuses améliorations et existe sous plusieurs variantes comme la
Matnorm par exemple.
La Matnorm (Pruseth, 2009) est une norme CIPW améliorée, pour laquelle certains minéraux sont
calculés de façon simultanée. Cette approche permet de ne pas établir de séquence de calcul et
d’obtenir des proportions optimales pour un ensemble de minéraux. L’idée de Pruseth (2009) est de
calculer les proportions minérales exactes en utilisant un système d’équations linéaires résolues par
de l’algèbre matricielle. Cette idée a été reprise par les CONSONORMs.
4.2
Mesonorm
La Mesonorm (Barth, 1959) introduit la possibilité d’un calcul normatif pour les roches du faciès
amphibolite. Ce calcul innove également en proposant de représenter les minéraux des différents
assemblages pouvant être calculés sur un diagramme ternaire Ca-Al-Mg, afin de reproduire la relation
que les types de minéraux métamorphiques pouvant cristalliser à l’équilibre entretiennent avec la
composition chimique de cette roche.
La puissance des ordinateurs disponibles aujourd’hui a permis de reprendre cette idée et d’utiliser des
tétraèdres, et non des diagrammes ternaires, afin de simplifier la séquence de calcul (cf. Trépanier,
2013).
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
5
4.3
NORMAT
NORMAT (Piché et Jébrak, 2004) est une innovation intéressante, qui calcule des minéraux du faciès
schiste vert et qui a été pensée avant tout pour pouvoir quantifier l’altération hydrothermale associée,
notamment, à des SMV. NORMAT reprend l’idée d’utiliser des diagrammes ternaires pour déterminer
les minéraux qui sont en équilibre dans une roche donnée. Cette norme introduit également la notion
du calcul itératif visant à estimer le CO2 normatif à partir de la perte au feu (PAF). Elle propose
également le calcul d’une série d’indices visant à faciliter l’étude des SMV.
4.4
Norme Consorem
La norme CONSONORM BasGrade (Trépanier, 2013) est disponible pour trois faciès : schiste vert
inférieur et supérieur, amphibolite inférieur. Cette norme utilise des tétraèdres métamorphiques pour
déterminer l’assemblage principal, le calcul simultané des minéraux de cet assemblage principal et le
calcul itératif permettant d’estimer le CO2 normatif. Outre le principe de calcul, la structure du code
visual basic a en partie été reprise pour la mise en place de CONSONORM HautGrade. La principale
différence entre les deux normes est le type de données thermodynamiques sur lesquelles leurs
tétraèdres métamorphiques sont basés.
5 SÉQUENCE DE CALCUL DE CONSONORM HAUTGRADE
5.1
Utilisation de tétraèdres métamorphiques
La norme CONSONORM HautGrade utilise des tétraèdres à plusieurs étapes de son calcul. Le
principe d’utilisation de tels objets est décrit en détail dans le rapport CONSOREM 2011-04
(Trépanier, 2013; p. 6), et ne sera que succinctement résumé ici.
Chaque tétraèdre est un assemblage de sous-tétraèdres. L’échantillon est localisé dans le tétraèdre
principal par ses coordonnées barycentriques, qui correspondent à sa composition en Al, Fe, Mg, Mn,
Ca, K et Na pour le tétraèdre des silicates. Ensuite, le code teste, par itérations successives, tous les
sous-tétraèdres que contient le tétraèdre principal, jusqu’à ce qu’il trouve celui dans lequel
l’échantillon se situe. Puis, les informations attenantes au sous-tétraèdre sélectionné sont utilisées
pour effectuer diverses actions.
5.2
Étape 1 : Extraction du nombre de moles des éléments
Tout calcul normatif débute par l’extraction du nombre de moles des éléments qui entrent dans la
composition des minéraux qu’il est possible de calculer. Dans le cas de la norme HautGrade, elle
extrait les valeurs de Si, Al, Ca, Mg, Fe, Na, K, Ti, Mn, P, Zr, Ba, B, Cr, de divers métaux entrant dans
la composition des sulfures principaux et des volatils H, S, C, Cl et F. Notez qui si l’un de ces
éléments est manquant, la valeur extraite sera 0, ce qui ne gênera pas le bon déroulement du calcul.
Ces nombres de moles sont extraits à partir d’une analyse chimique recalculée à 100%. La valeur du
total utilisé par ce recalcul correspond à la somme des oxydes dont le code a besoin pour effectuer
son calcul (cf. somme recalculée à l’interne, ignorant ainsi les valeurs d’un éventuel champ « total »
de la base de données utilisée). L’état d’oxydation du fer et le type de volatil utilisé pour calculer ce
total dépendra des options choisies par l’utilisateur.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
6
La valeur de ce total est disponible dans la colonne intitulée « TOTALoxyde_ (nom du modèle) », que
le logiciel ajoute à la base de données Access à la fin du calcul. Si les valeurs du total sont très
différentes de 100 wt%, il est recommandé à l’utilisateur de vérifier la validité de son analyse chimique
et/ou de choisir d’autres options pour le calcul de Fe2/Fe3, par exemple.
5.3
Étape 2 : Extraction des volatils et calcul de la GAF
Le code cherche systématiquement à extraire les valeurs de H2O, CO2, S et PAF (« Perte Au Feu »).
Si H2O et CO2 ont été analysés mais que l’utilisateur choisit de calculer le CO2 normatif, alors les
valeurs analysées seront ignorées, le code n’utilisera que la valeur de la PAF et déterminera la valeur
du CO2 et du H2O normatifs par itérations successives. Dans le cas contraire, les carbonates seront
calculés jusqu’à consommation complète du CO2 analysé, le code pourra déterminer si les silicates
contiennent ou non trop d’eau et aucune itération ou calcul de la GAF (« Gain Au Feu ») ne sera
nécessaire.
Le calcul de la GAF est nécessaire seulement lorsque le code doit utiliser la PAF pour estimer C et H.
La GAF correspond à l’oxydation du Fe2 contenu dans les sulfures et les carbonates au moment du
chauffage de l’échantillon. Les silicates ne sont pas affectés par ce problème car les liens atomiques
sont trop forts dans ce type de minéraux. L’oxydation de FeO en Fe2O3 consomme de l’oxygène, ce
qui peut rendre la PAF négative, en augmentant plutôt qu’en diminuant le poids de l’échantillon. La
GAF se calcule grâce aux formules suivantes (extraites de Trépanier, 2013):
GAF %(sulfure) = nbr moles minéral * nbr moles Fe minéral * 1,5 * 15,998
GAF %(carbonate) = nbr moles minéral * nbr moles Fe minéral * 0,5 * 15,998
Une fois la GAF calculée, la quantité de H normatif est ajustée grâce à la formule suivante:
moles H normatif = (Perte au feu% - S% - H2O_MOINS % + GAF – CO2_normatif %) / 9,01
L’estimation du C normatif pourra ensuite se faire à partir de cette nouvelle valeur de H, par itérations
successives. Notons que pour la première itération, la quantité de CO2 normatif est fixée à 0. Cette
quantité de CO2 sera ensuite augmentée de 0,1 wt% chaque fois que le code repassera par l’étape 8
(cf. section 5.9).
5.4
Étape 3 : Calcul des minéraux accessoires
Les minéraux accessoires formés au début du calcul sont les suivants : apatite, chromite, sulfures,
barite, tourmaline et zircon.
L’apatite est calculée jusqu’à l’épuisement du P (ou du Ca), et avec tout le Cl et le F disponible (ou H).
La chromite consomme tout le Cr et utilise du Fe. Le zircon consomme tout le Zr et utilise tout le Si
dont il a besoin (cf. Si est considéré en excès).
Les tourmalines ont un champ de stabilité très large, allant des premiers stades de la diagenèse
jusqu’à des conditions de P-T élevées, et sont donc calculées pour tous les faciès. Selon que la roche
est plutôt riche en Na, Al, Fe ou Mg, l’une des quatre espèces de tourmalines disponibles dans la
norme sera calculée. À la fin de son calcul, le code fournit la proportion de tourmaline calculée, sans
donner de détail sur l’espèce utilisée. Les quatre tourmalines pouvant être calculées sont des Htourmalines : foitite, foititeMg, schorl et dravite.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
7
Pour les autres minéraux, si S a été analysé, la quantité maximale de galène, sphalérite, millérite,
molybdénite, chalcopyrite, arsénopyrite et barite sera calculée jusqu’à épuisement du Pb, Zn, Ni, Mo,
Cu, As et Ba. Si S n’a pas été analysé, alors les sulfures seront quand même calculés à partir de Pb,
Zn, Ni, Mo, Cu, As et Ba. La quantité de S entrant dans ces minéraux correspondra alors au S calculé
de façon normative.
Notons que les mêmes sulfures sont utilisés quel que soit le grade métamorphique. Cette
approximation s’est avérée nécessaire car les champs de stabilité des différents sulfures n’ont pas pu
être étudiés en détail dans le cadre de ce projet. Puisque le métamorphisme entraîne des réactions
sulfures-sulfures et sulfures-silicates complexes, il est recommandé de ne calculer CONSONORM
HautGrade que sur des roches pauvres en sulfures.
Ensuite, si S a été analysé et qu’il n’est pas entièrement consommé par la formation des phases
citées ci-dessus, il sera utilisé pour former de la pyrite ou de la pyrrhotine, dépendamment du faciès
métamorphique choisi (Figure 1).
5.5
Étape 4 : Calcul des carbonates
Lors d’un épisode de carbonatation, les Ca-carbonates se forment tôt puis, si la carbonatation se
poursuit, des Fe- et Mg-carbonates peuvent se former. Cette observation a été reproduite par les
normes NORMAT et CONSONORM BasGrade, qui calculent les carbonates dans l’ordre suivant :
calcite, puis sidérite et magnésite. Ensuite, on fait réagir ces minéraux afin de former la dolomite et/ou
l’ankérite.
L’idée de cette séquence de calcul a été reprise dans CONSONORM HautGrade, avec de légères
différences. Si le nombre de moles de C est inférieur au nombre de moles de Ca, alors seule la calcite
est formée. Sinon, on utilise Ca et tout ou partie de Fe-Mg, selon que la quantité de C est très
inférieure ou peu différente de Ca+Fe+Mg, pour calculer les carbonates.
Les carbonates à calculer sont déterminés à partir d’un diagramme ternaire et dépendront de la
composition en Ca-Fe-Mg de la roche. Ces diagrammes varient d’un faciès à l’autre (cf. Annexe A).
Les carbonates pouvant être calculés sont : calcite, magnésite, sidérite, dolomite et ankérite.
Dans la séquence de calcul, les carbonates seront calculés à cette étape si C a été analysé et que
l’utilisateur a choisi d’utiliser le C mesuré. Sinon, et seulement si l’utilisateur a choisi de calculer le
CO2 normatif, les carbonates ne seront pas calculés à cette étape, mais bien aux itérations qui
suivront (cf. étape 8, section 5.9).
5.6
Étape 5 : Calcul des oxydes Fe-Ti
Les oxydes sont calculés seulement si la roche contient du Ti et/ou du Fe3+. Les oxydes à calculer
sont déterminés à partir d’un diagramme ternaire et dépendent de la composition en Fe2+-Fe3+-Ti de la
roche. Ces diagrammes varient d’un faciès à l’autre (cf. Annexe B).
Afin d’utiliser les diagrammes ternaires, il est nécessaire de déterminer quelle quantité de Fe2 doit
être assignée aux oxydes versus silicates. Cette quantité est déterminée par l’utilisateur (cf. section 7.
Options proposées).
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
8
5.7
Étape 6 : Calcul des silicates
Le calcul des silicates est complexe et est décrit dans la section suivante. Il prend en compte les
étapes suivantes :
5.8

Choix du tétraèdre métamorphique parmi les trois disponibles pour chaque faciès. Ce choix
dépend du contenu en Fe, Mg et Mn de la roche.

Utilisation du tétraèdre choisi pour déterminer les quatre minéraux de l’assemblage à calculer.
Certains de ces minéraux correspondent en fait à plusieurs minéraux (cf. GRTpyalm
correspond en fait à pyrope, almandin et spessartine). Calcul des proportions de ces minéraux
par résolution d’équations linéaires (cf. Pruseth, 2009). Ces calculs sont effectués en
considérant que Si et H sont en excès.

Série d’ajustements visant à pallier les limites de représentation de l’ensemble des silicates au
sein d’un seul tétraèdre (cf. calcul d’amphiboles additionnelles, répartition du K-Na entre les
micas et les feldspaths, etc.).

Les déficits en Si sont ensuite gérés. Si la roche contient un excès de Si, du quartz est formé.
Si la silice est déficitaire, les minéraux sont détruits les uns après les autres au profit de
phases moins gourmandes en Si, jusqu’à résolution du problème.

Si de l’olivine et du quartz ont été formés, ils réagissent pour former de l’orthopyroxène (choix
discutable qui pourrait être retiré du calcul si nécessaire).

Enfin, les minéraux sont répartis entre leurs différents pôles purs : olivine devient fayalite et
forstérite, etc.
Étape 7 : Réactions entre silicates et carbonates
Pour les 13 faciès de faible rapport P/T (Figure 1), les carbonates ne peuvent pas coexister avec une
trop grande quantité de quartz : ils réagissent pour former plus de silicates et du graphite. Cette
réaction a été reproduite dans le calcul de CONSONORM HautGrade.
Ces réactions n’ont lieu que si le quartz est en excès par rapport aux carbonates. Les conditions dans
lesquelles le quartz et les carbonates réagissent peuvent être visualisées sur des diagrammes
ternaires. Ces diagrammes ont servi à définir un tétraèdre qui est utilisé par le code pour déterminer
s’il doit, ou non, détruire les carbonates, transformer le C en graphite et recommencer le calcul des
silicates avec les quantités additionnelles de Ca, Fe et Mg disponibles (Figure 2). Les tétraèdres sont
différents d’un faciès à l’autre (cf. Annexe C).
Notons que pour des roches riches en carbonates (cf. marbres par exemple), les carbonates sont
stables à toutes les conditions P-T de CONSONORM HautGrade.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
9
Figure 2. Vue éclatée du tétraèdre CaCO3-MgCO3-FeCO3-SiO2 du faciès 4AMP600, utilisé pour
déterminer si les carbonates peuvent coexister avec le quartz dans une roche ou doivent réagir pour
former du graphite et des silicates.
5.9
Étape 8 : Volatils normatifs et itérations
À cette étape, la quantité d’H contenue dans les minéraux formés précédemment est calculée et
comparée à la quantité d’H disponible. Si l’utilisateur a décidé d’utiliser les éléments mesurés, aucune
itération ne sera nécessaire et l’on passera à l’étape 9.
Sinon, si les minéraux contiennent plus d’eau que ce qui est disponible, alors on passera à l’étape 9.
Dans le cas contraire, si les minéraux contiennent moins d’H que ce qui est disponible, l’itération
débutera.
Ainsi, la quantité de CO2 normatif, qui était initialement égale à 0, sera augmentée de 0,1 wt%, ce qui
aura pour conséquence de diminuer la valeur de l’H. Aussi, les minéraux formés à partir de l’étape 4
incluse seront détruits et le calcul sera repris à partir de l’étape 4. L’itération se poursuivra jusqu’à ce
que la quantité d’H contenue dans les silicates soit égale ou légèrement supérieure à la quantité de H
disponible. Si cette condition n’est jamais atteinte, alors toute la PAF, qui était initialement considérée
comme étant de l’H, sera maintenant considérée comme étant du C.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
10
5.10
Étape 9 : Message de la colonne « Comment »
À la fin du calcul, la colonne « COMMENT_ (nom du modèle) » est ajoutée à la table Access. Cette
colonne contient des recommandations qui permettent à l’utilisateur de porter un jugement sur la
validité de son calcul.
Si l’utilisateur a choisi de ne pas calculer les volatils de façon normative, alors les messages suivants
s’afficheront :

Si l’eau contenue dans les silicates est égale à H2O_mesuré ± 0,1 wt%, alors le message sera
le suivant : « Aucun désaccord entre faciès choisi et H2O mesuré. ».

Si les silicates contiennent trop d’eau par rapport à H2O_mesuré ± 0,1 wt%, alors le message
sera le suivant : « Il est recommandé d'utiliser un faciès de plus haute température. ».

Si les silicates ne contiennent pas assez d’eau par rapport à H2O_mesuré ± 0,1 wt%, alors le
message sera le suivant : « Il est recommandé d'utiliser un faciès de plus basse
température. ».
Si l’utilisateur a choisi de calculer les volatils de façon normative, alors les messages suivants
s’afficheront :

Si l’eau contenue dans les silicates est égale à H2O_normatif ± 0,1 wt%, alors le message
sera le suivant : « Aucun désaccord entre faciès choisi et H2O mesuré. ».

Si les silicates contiennent trop d’eau par rapport à H2O_normatif ± 0,1 wt%, alors le message
sera le suivant : « Il est recommandé d'utiliser un faciès de plus haute température. ».

Dans ce cas de figure, les excès d’H2O_normatif ont été convertis en CO2_normatif (cf. étapes
4 à 8), et le troisième message n’est pas possible.
5.11
Étape 10 : Ajustement de la quantité d’oxydes de Fe-Ti
À cette étape, le code repasse à travers tous les silicates formés et détermine la quantité de Fe3 dont
ils ont besoin. Jusqu’à présent, tout le Fe3 avait été pris par les oxydes de Fe-Ti. S’il s’avère que les
silicates ont besoin de Fe3, alors il sera repris aux oxydes. Aussi, si pendant l’étape de destruction
des silicates (cf. correction pour le déficit en Si), du Fe2 a été formé (cf. étape ultime de la destruction
des silicates), alors ce Fe2 sera utilisé pour former plus d’oxydes.
Ainsi, s’il reste du Fe2 à répartir et/ou si les silicates ont besoin de Fe3, alors les oxydes de Fe-Ti
formés à l’étape 5 seront détruits et leur calcul sera réitéré avec les valeurs ajustées de Fe2 et Fe3.
5.12
Étape 11 : Poids pourcent des minéraux et densité
À cette étape, le wt% des minéraux est calculé. Ensuite, la somme des minéraux est effectuée, et
extraite dans la colonne « TOTALmineral_ (nom du modèle) ». Cette somme est ensuite utilisée pour
recalculer les minéraux normatifs à 100%.
Il est recommandé à l’utilisateur de vérifier que les valeurs de la colonne « TOTALmineral_ (nom du
modèle) » soient proches de 100%. Si ces valeurs sont très inférieures à 100, c’est généralement que
le calcul des silicates a échoué : le code n’a alors pas généré de message d’erreur mais a abandonné
le calcul pour passer à l’échantillon suivant.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
11
Le code multiplie ensuite les proportions et les densités de chaque minéral normatif, et propose une
estimation de la densité de la roche totale. Ensuite, si l’utilisateur a choisi d’obtenir des résultats
simplifiés, les pôles purs de chaque solution solide sont additionnés. Pour les feldspaths, le calcul est
plus complexe. En effet, les trois feldspaths (anorthite, orthose, albite) doivent être répartis en deux
groupes : plagioclase et feldspath alcalin. Cette répartition est effectuée selon la méthode de Le
Maître (1976) :
Feldspath alcalin = orthose * T
Plagioclase = anorthite * T
Avec T = (orthose + albite + anorthite) / (orthose + anorthite)
Figure 3. Séquence de calcul schématique de CONSONORM HautGrade.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
12
6 CALCUL DES SILICATES
Un soin particulier a été apporté au calcul des silicates car l’objectif principal de CONSONORM
HautGrade est de faciliter l’interprétation des roches métamorphiques à partir de paragenèses
principales essentiellement constituées de silicates. Comme il a été mentionné précédemment, cette
norme n’est pas adaptée aux roches riches en sulfures, car ces minéraux n’ont pas pu être
documentés en détail dans le cadre de ce projet.
6.1
Choix du tétraèdre métamorphique
Les tétraèdres métamorphiques qu’utilise le calcul ont les pôles suivants :




Al
Ca
Fe + Mg + Mn
K + Na
Ainsi, Si et H sont considérés en excès et des ajustements visant à reproduire plus fidèlement les
quantités de Si et H disponibles sont effectués plus tard dans la séquence de calcul.
Le rassemblement de K et Na sur un même pôle pose quelques problèmes, car certains minéraux
n’intégrant que le K (cf. biotite) pourront être formés même si la roche est déficitaire en K. Pour pallier
à ce problème, des ajustements sont également possibles (cf. section 6.3.2).
Le rassemblement de Fe et Mg sur un même pôle pose des problèmes bien plus importants. En effet,
selon que la roche est riche en Fe, Mg ou Mn, les phases qui cristalliseront seront très différentes :

Fe >> (Mg+Mn) : staurotide, olivine, grenat (almandin), chloritoïde, hercynite ou cordiérite,
chlorite (daphnite);

Mg >> (Fe+Mn) : cordiérite, chlorite (sudoïte et autres), carpholite, talc, anthophyllite;

Mn >> (Fe+Mg) : grenat (spessartine).
Pour des roches de compositions intermédiaires, les phases possibles seront un mélange entre les
différentes phases citées ci-dessus. Notons que la présence de Mn dans une roche augmente le
champ de stabilité du grenat, et diminue celui des autres minéraux ferromagnésiens.
Les différences entre les roches riches en Mg, Fe ou Mn sont trop importantes pour être seulement
gérées par des ajustements faits à partir du premier assemblage calculé. Pour pallier à ce problème,
trois tétraèdres ont été mis en place pour chaque faciès :

Tétraèdre I : pour les roches riches en Mg;

Tétraèdre II : pour les roches riches en Fe (ou Mn). Ce tétraèdre contient un maximum de
grenat. Aussi, si la roche est riche en Mn, ce tétraèdre est sélectionné et ajusté, pour limiter la
cristallisation de phases ferrifères qui n’acceptent qu’une quantité limitée de Mn dans leurs
structures;

Tétraèdre III : pour les roches de compositions intermédiaires en Fe (ou Mn) et Mg.
Le choix du tétraèdre approprié se fait via l’utilisation d’un autre tétraèdre, dont les pôles sont Al-FeMg-Mn, et qui contient les trois zones I, II et III. Ces zones permettent de faire un choix entre les
différents tétraèdres disponibles. La taille de ces zones varie selon les faciès, ce qui permet de faire
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
13
augmenter le champ de stabilité du grenat, par exemple, pour les faciès de plus haute T, etc. (cf.
Annexe D).
6.2
Choix de l’assemblage et calcul des proportions minérales
Une fois le tétraèdre Al-FM-KNa-Ca des silicates choisi (Annexe E), il est utilisé pour déterminer
l’assemblage de silicates à calculer. Cet assemblage est constitué de quatre minéraux dont les
proportions sont ensuite calculées selon la méthode de Pruseth (2009) (cf. section 4.1), en
considérant que Si et H sont en excès.
6.3
6.3.1
Ajustements (amphiboles, etc.)
Minéraux temporaires
Selon les minéraux calculés à l’étape précédente, certains ajustements peuvent être nécessaires.
Tout d’abord, la norme contient une série de minéraux (cf. FSP et GRT) désignés comme « temp »
pour temporaire. Ces minéraux ont des compositions intermédiaires entre l’orthose, l’albite et
l’anorthite, pour les feldspaths (FSP), ou entre le pyrope, l’almandin et le grossulaire, pour les grenats
(GRT). La proportion de ces minéraux est donc répartie entre orthose-albite et anorthite, et entre
pyrope-almandin et grossulaire à cette étape.
6.3.2
Phases à Mg ou K
Ensuite, la sudoïte, qui contient seulement du Mg et pas de Fe, est en partie détruite. Le fer qui lui a
été assigné est alors transmis au chloritoïde.
La biotite est un minéral à K. Ainsi, le Na qui lui a été assigné doit lui être retiré, ce qui entraîne la
destruction de la « Na-biotite ». Dans deux cas, les faciès 10SB350 et 9SB450, la « Na-biotite »
devient du glaucophane, qui ne peut être créé que de cette façon. Pour les autres roches, la « Nabiotite » devient du feldspath alcalin. L’excès de Fe-Mg produit par ces réactions est transformé en
minéraux ferromagnésiens (cf. olivine, etc.). Ensuite, si des minéraux riches en Al ont été formés (cf.
aluminosilicates, staurotide, etc.), ils réagissent avec les minéraux ferromagnésiens pour former des
phases de compositions intermédiaires en Al et FM (cf. cordiérite, chloritoïde, etc.).
6.3.3
Micas blancs
Contrairement à la biotite, les micas blancs (muscovite et paragonite) présentent une solution solide
complète entre Na et K. Cependant, lorsqu’ils coexistent avec le feldspath alcalin, ils ont tendance à
s’approprier la majeure partie du Na, alors que le feldspath prend plutôt le K disponible. Ces échanges
de K et Na entre ces minéraux ont été reproduits par le calcul normatif.
6.3.4
Amphiboles
Ensuite, la proportion d’amphiboles est ajustée pour les 8 faciès des amphibolites uniquement. Cet
ajustement s’est avéré nécessaire car les amphiboles sont sous-représentées dans les diagrammes
ternaires découlant de la résolution des équations thermodynamiques. Le groupe des amphiboles est
en fait très complexe et n’est pas encore entièrement compris par les données expérimentales. Ceci
pourrait expliquer que leurs solutions solides ne puissent pas toujours être déduites par le calcul.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
14
Les ajustements effectués visent à produire le plus d’amphiboles possible, grâce aux réactions
suivantes :
anorthite + albite + FM* + actinote = pargasite**
anorthite + albite + CPX + actinote = pargasite **
anorthite + albite + CPX + wollastonite = pargasite **
anorthite + albite + CPX + aluminosilicate = pargasite **
albite + cordiérite + FM + actinote = pargasite **
albite + amésite + FM + actinote = pargasite **
2*anorthite + 3*FM = tschermakite
*FM: minéraux ferromagnésiens (ne contenant que Fe, Mg, Si, (H)).
**Ces équations ne sont pas à l’équilibre car les proportions des phases détruites pour
permettre la création de nouvelles amphiboles varient selon leurs abondances initiales.
6.3.5
Minéraux FM (ferromagnésiens)
Le pôle FM des tétraèdres peut correspondre aux minéraux suivants : olivine, OPX, talc, anthophyllite,
rhodonite ou pyromangite. La détermination du ou des minéraux représentés par ce pôle FM est
effectuée en fonction de la valeur des rapports Mg/Fe, Mg/Mn et Fe/Mn. Les minéraux FM de
CONSONORM HautGrade sont représentés dans des diagrammes ternaires adaptés des
diagrammes produits par Perple_X (cf. Annexe F).
6.4
Déficit / excès de silice
À cette étape du calcul, la quantité de Si nécessaire aux silicates formés précédemment est calculée.
Si la roche contient un excès de Si, du quartz est formé. Sinon, si la silice est déficitaire, les minéraux
sont détruits les uns après les autres jusqu’à la résolution du problème.
La séquence de destruction des minéraux est déterminée par leur richesse en Si (par rapport à leurs
contenus en Fe-Mg-K-Na-Ca-Al-H) : les plus gourmands en silice sont détruits en premier. Les
réactions permettant de calculer des phases moins riches en silice (cf. Annexe G) ont été déterminées
à partir d’une série de diagrammes ternaires, calculés avec Perple_X pour chaque faciès, dont l’un
des pôles était toujours Si et dont les autres pôles pouvaient correspondre à K, Na, Fe, Mg, Ca ou Al
(Figure 4).
6.5
Olivine et quartz
Si de l’olivine et du quartz ont été formés, ils réagissent pour former de l’orthopyroxène. Ce choix est
discutable et pourrait être retiré du calcul si nécessaire. En effet, dans les roches magmatiques,
l’olivine et le quartz cristallisent dans des conditions très différentes et ne peuvent donc pas coexister
à l’équilibre. Dans les roches métamorphiques cependant, le quartz se forme si la silice est en excès,
et l’olivine se forme dans des roches riches en Fe. Ainsi, ces deux minéraux pourraient théoriquement
coexister.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
15
6.6
Depuis les solutions solides vers les pôles purs
Enfin, les minéraux sont répartis entre leurs différents pôles purs. Ces pôles purs sont au nombre de
deux pour la plupart des minéraux : Mg-minéraux et Fe-minéraux, K-minéraux et Na-minéraux. Le
grenat est la seule exception, avec deux pôles purs (pyrope et almandin), si le rapport
(Fe+Mg)/(Fe+Mg+Mn) est supérieur à 0,9, et trois pôles purs (pyrope, almandin et spessartine) dans
les autres cas.
Figure 4. Liste complète des minéraux pouvant figurer sur le diagramme ternaire Ca-Mg-Si et
exemples de réactions possibles entre ces minéraux (cf. lignes qui lient les minéraux).
7 OPTIONS PROPOSÉES
La fenêtre de dialogue (Figure 5) de CONSONORM HautGrade qui est disponible sous l’outil logiciel
demande à l’utilisateur de sélectionner une série d’options, qui sont décrites ci-après.
Notez que la liste complète des espèces minérales calculables par CONSONORM HautGrade, ainsi
que la liste des constituants de ces minéraux, leurs densités et leurs masses molaires sont
disponibles dans le fichier « Types de données chimiques » de l’outil logiciel (accessible par
"Configuration --> Voir le fichier de définition chimique", dans le menu principal du logiciel).
7.1
Calcul du Fe2-Fe3
La bonne détermination des quantités de FeO et Fe2O3 présentes dans la roche est essentielle car
elle conditionnera la quantité d’oxydes de Fe-Ti que l’on pourra former, et pourra influer sur le type de
tétraèdre métamorphique (cf. I, II ou III) qui sera utilisé.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
16
Options disponibles :

Valeurs analysées : le code cherche d’abord à utiliser Fe2O3 ou FeO. Si ces valeurs sont
nulles, il convertira FeOT, ou Fe2O3T, en Fe2.

Ratio Fe2O3/Fe2O3T fixe : l’utilisateur peut fixer cette valeur, qui permettra au code de
déterminer la quantité de Fe2 et Fe3 à partir de FeOT ou de Fe2O3T. Dans ce cas, si Fe2O3 et
FeO ont été analysés, le code n’en tiendra pas compte. Notez qu’il vaut mieux appliquer une
même valeur à des roches similaires.

Méthode de Le Maître (volcanique) : même calcul que celui utilisé par la norme CIPW. Le
code utilise la quantité de Si-Na-K de la roche (cf. diagramme TAS) pour estimer la quantité
de Fe2-Fe3 (Le Maître, 1976). Ne s’applique qu’aux roches volcaniques.

Méthode de Le Maître (plutonique) : idem, mais pour les roches plutoniques.
7.2
Rapport Fe3 / (Fe3+Fe2) des oxydes de fer
Au moment du calcul des oxydes de Fe-Ti, le code a besoin de savoir quelle quantité de Fe2 attribuer
aux oxydes (cf. section 5.6). Plutôt que de faire un choix arbitraire, cette option permet à l’utilisateur
de contraindre cette répartition à partir d’observations qu’il aura faites dans sa zone d’étude. L’idée est
d’utiliser les proportions d’oxydes principaux de la roche pour estimer si les oxydes de Fe-Ti
contiennent plutôt du Fe2O3 ou du FeO. Notons que le choix du bon paramètre n’est pas critique pour
des roches riches en silicates, mais l’est en revanche pour des roches riches en oxydes.
Options disponibles :

Hématite / (hématite+magnétite) : estimation de la quantité d’hématite versus magnétite
qu’une roche contient.

Ilménite / (ilménite+magnétite) : idem, pour des roches contenant plutôt de l’ilménite.

FeIII / (FeIII + FeII) (molaire) : estimation de la quantité de Fe2 et Fe3 molaires que les
oxydes d’une roche contiennent.
7.3
Calcul du CO2
L’utilisateur peut soit choisir d’utiliser le CO2 analysé, soit demander à ce que la norme calcule le CO2
normatif à partir de la PAF.
Options disponibles :

CO2 analysé : le code utilisera la valeur de C (ppm), CO2 ou C_PCT (wt%). Si ces valeurs
sont nulles, aucun carbonate ne sera calculé.

CO2-H2O normatifs : le code utilisera la valeur de la PAF. À la première itération, il
considérera que toute la PAF correspond à du H2O. Ensuite, il augmentera progressivement
le rapport CO2/H2O, jusqu’à estimer la valeur de CO2 et H2O normatifs par itérations
successives.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
17
7.4
Calcul des minéraux
L’utilisateur peut obtenir les proportions des minéraux normatifs en wt% (poids %) ou en proportions
molaires (mole %).
7.5
Niveau de détail
Options disponibles :

Norme détaillée : le code fournira la liste détaillée de tous les pôles purs qu’il a calculés.
Cette option a l’avantage de donner les détails des types d’amphiboles ou de grenats qui ont
été calculés. Cependant, elle ajoute un très grand nombre de colonnes à la table de données
Access, qui ne sont pas toujours faciles à gérer par la suite.

Norme simplifiée : cette option permet de réduire la quantité de données produites par le
code, en regroupant, par exemple, pyrope-almandin-grossulaire-spessartine sous la
dénomination de grenat.
Figure 5. Image montrant la fenêtre de dialogue de CONSONORM HautGrade.
7.6
Options de traitement
Options disponibles :

Calcul de la norme : cette option calcule CONSONORM HautGrade pour l’un des 17 faciès
disponibles, et ajoute le résultat de son calcul à la table Access. L’utilisateur peut sélectionner
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
18
le faciès pour lequel il souhaite effectuer son calcul dans la partie droite de la fenêtre de
dialogue (Figure 5), où chaque faciès disponible est représenté sur un diagramme binaire PT.

7.7
Choisir le faciès : cette option n’ajoutera pas de nouvelles colonnes à la table de données
Access, mais produira deux nouvelles fenêtres de dialogue visant à aider l’utilisateur dans son
choix du faciès approprié (cf. section 8).
Option pour les bases de données contenant >25 000 entrées
À la fin du calcul, le code ajoute les données calculées à la table de données Access tout en créant
ses propres listes à l’interne, qui lui permettront d’utiliser les données pour d’autres traitements (cf.
diagrammes, etc.). Ce processus peut s’avérer très long si la base de données contient beaucoup
d’entrées.
Pour des bases de données contenant plus de 25 000 échantillons, il est recommandé de cocher
l’option « Sauvegarde dans base de données seule (conseillée si nombre éch > 25 000) » située en
bas à gauche de la fenêtre de dialogue (Figure 5). Si cette option est cochée, les minéraux normatifs
ne seront pas disponibles pour des diagrammes par la suite. Ils pourront cependant le devenir si
l’utilisateur choisit de reconfigurer ses données (cf. Menu « Configuration »).
8 L’OPTION « CHOISIR LE FACIÈS »
L’option « Choisir le faciès », qui est proposée par la fenêtre de dialogue principale (Figure 5), fournit
des informations qui visent à aider l’utilisateur à choisir le faciès approprié parmi les 17 disponibles. Il
est recommandé de n’appliquer cette option qu’à un nombre limité d’échantillons, car la charge de
calcul est 17 fois plus importante que celle demandée par le calcul d’une seule norme.
Cette option compare les minéraux observés par l’utilisateur dans sa roche aux minéraux normatifs.
Ainsi, elle demande à l’utilisateur d’informer le logiciel sur la paragenèse de sa roche.
8.1
Données pétrographiques
Avant de calculer la norme, au moment où l’utilisateur configure ses données géochimiques, il a la
possibilité d’informer le code sur la paragenèse de ses roches. Les proportions des minéraux
observés doivent, au préalable, être présentes dans la base de données Access, sous la forme
suivante :

Le nom des champs doit correspondre au nom d’une phase minérale. Il est recommandé
d’utiliser les même noms que ceux intégrés au logiciel, afin d’accélérer le processus.

Les données stockées dans ces champs correspondent aux proportions des minéraux
observés dans la roche (si cette information n’est pas disponible, mettez un 1 (ou autres) pour
les phases présentes dans votre roche, et un 0 pour les phases absentes).
Ensuite, au moment de la configuration des données (Menu « Configuration » - Définir les relations
entre les colonnes de la base de données et les éléments chimiques), une fenêtre de dialogue, à
l’étape 5bis, permet à l’utilisateur d’informer le code sur les paragenèses de ses roches. Cette fenêtre
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
19
de dialogue (Figure 6) s’utilise de la même façon que les autres fenêtres qui permettent de définir les
oxydes, les éléments mineurs, traces, précieux et volatils ainsi que les isotopes.
8.2
Principe du calcul
Dans une première étape, le code calcule les minéraux normatifs pour chaque échantillon, et pour
chacun des 17 faciès. Il ne conserve que le résultat simplifié du calcul.
Une fois le calcul achevé, le code effectue deux comparaisons :
1) Comparaison du nom des espèces minérales : pour chaque roche, le code vérifie que
l’ensemble des minéraux observés dans la roche ont été calculés par le code. Lorsqu’un
minéral observé a été calculé, le résultat de la comparaison reste à 100%. Si un minéral
qui a été observé dans la roche n’a pas été calculé, alors le score final diminue, et
s’éloigne de 100%. Au final, des chiffres allant de 0 à 100 sont attribués à chacun des 17
faciès disponibles, qui permettent d’évaluer la performance de chaque faciès. Ces chiffres
sont montrés dans une nouvelle fenêtre, sur un diagramme P-T (Figure 7).
2) Comparaison des proportions des espèces minérales : Pour chacun des faciès, le code
crée un diagramme binaire avec, sur l’axe des X, les proportions recalculées à 100% des
minéraux observés dans la roche et, sur l’axe des Y, les proportions recalculées à 100%
des minéraux normatifs. Ces graphiques sont montrés à l’utilisateur dans une autre fenêtre
(Figure 7). Ces diagrammes permettent à l’utilisateur de vérifier que les proportions des
phases les plus abondantes sont, ou non, correctement reproduites par le calcul. Il arrive
fréquemment que les phases moins abondantes soient moins bien calculées, soit parce
qu’elles sont plus atypiques, qu’elles sont plus difficiles à estimer en lame mince ou qu’elles
correspondent à des phases qui ne sont pas en équilibre avec la paragenèse principale (cf.
minéraux rétrogrades, etc.).
3) Note sur les recalculs à 100% : le code calcule lui-même la somme des minéraux
observés et des minéraux normatifs pour effectuer son recalcul. Il n’est donc pas
nécessaire d’indiquer la somme des minéraux observés au moment de la configuration des
données. Notez que si vous n’avez reconnu qu’un quart, par exemple, des minéraux de
votre échantillon, les résultats du recalcul seront faux, car le code considére que vous lui
avez fourni une paragenèse compléte.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
20
Figure 6. Image montrant la fenêtre de dialogue de l’étape 5bis de la configuration des données
minéralogiques.
Figure 7. Image montrant les deux fenêtres de dialogue permettant à l’utilisateur de choisir, parmi les
17 faciès disponibles, celui qui est le plus approprié pour ses échantillons.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
21
9 PREMIERS TESTS
Les premiers tests ont été effectués sur des données de la littérature provenant d’une série d’articles
sélectionnés sur la base de trois critères : 1) étude sur des roches de haut grade; 2) contenir des
analyses roche totale; 3) contenir des informations pétrographiques, plus ou moins quantitatives selon
les cas. Les résultats de ces premiers tests sont énumérés ci-dessous.
1) Brunsmann et al. (2000) (amphibolites) : Les échantillons utilisés documentent 16
amphibolites métamorphisées de 500-550˚C et > 6 kbars à 400-500˚C et 9-12 kbars
(Brunsmann et al., 2000). Le plagioclase n’est pas calculé par la norme mais est observé
dans la roche et la clinozoïsite (épidote) est calculée mais surestimée par rapport aux
proportions observées; cependant, la corrélation clinozoïsite calculée versus plagioclase
observé est bonne. Notons que l’anorthite et la clinozoïsite ont des compositions proches. Le
faciès 7AMP500 utilisé pour ce calcul ne peut pas former d’anorthite et forme de la
clinozoisïte à la place (Figure 8). Pour les autres minéraux, l’estimation est bonne, sauf pour
le grenat (non calculé) et les feldspaths alcalins (non observés dans la roche, à moins que
l’albite ait été comptabilsée comme plagioclase).
2) Davis et Ferry (1993) (sédiments argileux et marbres) : Les échantillons utilisés
documentent 19 marbres et sédiments argileux calco-silicatés métamorphisés à 630˚C et 3
kbars (métamorphisme de contact) (Davis et Ferry, 1993). Bonne estimation des phases
principales (cf. carbonates, wollastonite et pyroxènes). Une partie des phases mineures est
plus ou moins bien estimée mais, dans l’ensemble, les bons types de minéraux sont retrouvés
par la norme (Figure 9). Notons que les pôles Ca des tétraèdres métamorphiques de
CONSONORM HautGrade sont similaires d’un faciès à l’autre : les paragenèses de roches
principalement constituées de calcite et de wollastonite varient donc peu en fonction des
variations de P-T.
3) Emmett (1987) (gneiss, gabbro, anorthosite) : Les échantillons utilisés documentent 21
gneiss (et anorthosites?) métamorphisés à 9 kbars et 1000˚C (pic) et gabbros métamorphisés
au faciès des amphibolites (Emmett, 1987). L’estimation des feldspaths est bonne, celle des
pyroxènes pose problème. Ces problèmes sont principalement causés par les anorthosites et
leurs jotunites, et ce pour une raison inconnue, alors que la paragenèse des gabbros et des
gneiss est bonne. Cet exemple montre que CONSONORM HautGrade ne s’applique qu’aux
ensembles de minéraux ayant cristallisés à l’équilibre : les anorthosites, qui sont des roches
magmatiques présentant des points communs avec les cumulats (cf. minéraux ayant pu
cristalliser dans différentes conditions de T-X, et détachés de leurs magmas), ne sont pas
adaptées pour ce type de calcul. La biotite n’est pas calculée pour le faciès choisi (4GRA750),
mais l’est pour d’autres faciès : ce minéral mineur (1 à 10% observé) semble être rétrograde
(Figure 10).
4) Faak et al. (2012) (méta-basites et méta-pélites) : Les échantillons utilisés documentent 19
méta-basites et méta-pélites métamorphisées à 9-12 kbars et 800˚C (Faak et al., 2012).
Estimation relativement bonne, compte tenu que les proportions des minéraux observés sont
approximatives. Les amphiboles et les biotites sont les minéraux les moins bien estimés par
ce test (Figure 11). Les principaux problèmes sont en fait causés par les méta-pélites, peutêtre parce que ni la PAF, ni H2O, ni CO2 n’ont été analysés.
5) Hansen et Stuk (1993) (migmatites mafiques) : Les échantillons utilisés documentent 19
méta-basites et méta-pélites (Hansen et Stuk, 1993). L’estimation est assez bonne pour les
leucosomes et les mélanosomes à biotite de ces roches. L’estimation est moins bonne pour
les plagioclases et les grenats de la roche hôte de ces migmatites; la roche hôte est en effet
riche en amphiboles, qui sont mal estimées par le faciès des granulites choisi pour le calcul.
Ainsi, il semble que ces roches aient à la fois une paragenèse d’amphibolite (roche hôte non-
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
22
migmatisée) et de granulite (veines migmatitiques) que le faciès choisi 6GRA750 ne peut pas
reproduire à lui seul (Figure 12).
6) Leger et Ferry (1993) (méta-pélites à marbres) : Les échantillons utilisés documentent 25
méta-pélites et marbres métamorphisés à 4,5 kbars et entre 450˚C et 525˚C (Leger et Ferry,
1993). L’estimation de la calcite et de l’ankérite est très bonne. La norme calcule aussi des
quantités mineures de sidérite, magnésite et dolomite, qui ne sont pas observées dans la
roche (Figure 13). Seuls les autres silicates, qui sont des phases mineures, permettent de
contraindre le type de faciès, puisque la quantité de carbonate et de quartz est relativement
insensible aux variations de P-T. Notons que le quartz est sous-estimé par la norme. En fait,
une corrélation entre SiO2 (wt%) et quartz_observé montre que la roche ne peut pas contenir
autant de quartz pour la quantité de SiO2 disponible : la norme offre donc une meilleure
estimation de la proportion de quartz que les auteurs de l’article (Figure 14).
7) Montanini et Tribuzio (2001) (granulites mafiques et migmatites felsiques) : Les
échantillons utilisés documentent 8 granulites mafiques (méta-cumulats?, méta-gabbros?) et 2
migmatites felsiques du faciès des granulites (Montanini et Tribuzio, 2001). L’estimation est
relativement bonne, sauf pour quelques olivines, plagioclases et surtout pour les CPX. La
roche décrite dans l’article contient des amphiboles, ce qui laisse supposer qu’une
paragenèse principale du faciès des granulites côtoie une paragenèse rétrograde. Aussi, cet
exemple montre qu’il est difficile de travailler avec des cumulats, dont l’assemblage principal
ne semble pas correspondre à un assemblage minéral formé à l’équilibre (Figure 15).
8) Nehring et al. (2009) (granulites) : Les échantillons utilisés documentent 12 granulites
migmatitiques métamorphisées à 8-11 kbars et 750-900˚C (Nehring et al., 2009). L’estimation
est relativement bonne, sauf pour l’amphibole. En effet, la roche contient de l’amphibole, alors
qu’elle appartient au faciès des granulites, et la norme calcule de l’olivine (non observée dans
la roche) et du plagioclase plus ou moins bien estimé. Il est possible que l’amphibole
observée dans la roche soit rétrograde, et qu’elle provienne de réactions entre les olivines et
les anorthites. La biotite semble également être rétrograde (Figure 16).
9) Eggins et al. (1998), Nozaka (2011) (péridotites) : Les échantillons utilisés documentent 8
péridotites (Eggins et al., 1998; Nozaka, 2010). L’estimation de l’OPX et de l’olivine est bonne.
Notons que ces minéraux du pôle Fe-Mg des tétraèdres sont peu sensibles aux variations de
P-T (sauf pour les faciès de haut rapport P/T). Aussi, dans les roches de Nozaka (2011),
l’OPX correspond à OPX+talc, et l’olivine correspond à olivine+serpentine (Figure 17).
10) Evans et Bickle (2005) (calcaires) : Les échantillons utilisés documentent 4 limestones
(Evans et Bickle, 2005). L’estimation des carbonates et des micas est bonne pour trois
roches. Pour la quatrième roche cependant, la quantité de carbonates est sous-estimée parce
que la quantité de biotite est surestimée et consomme trop de H2O-normatif (qui devrait en fait
être du CO2 normatif). Si la biotite est surestimée dans ce cas-ci, c’est parce que la quantité
de fer allouée aux silicates est surestimée puisque cette roche est la seule à contenir
beaucoup de pyrrhotine (3 wt%) : seulement, S n’est pas analysé et la quantité de S ne peut
pas être estimée normativement à partir de la PAF. Ainsi, le fait de négliger l’analyse du
soufre entraîne une très mauvaise estimation de la quantité de silicates et, par répercussion,
de la quantité de carbonates (Figure 18). Lorsque les roches contiennent > 2-3 wt% de
sulfures, il est recommandé de toujours analyser le S pour éviter ce type de problèmes.
11) Hirsch et Carlson (2006) (schiste à biotite et grenat) : Les échantillons utilisés
documentent 2 schistes à Bt-Grt (Hirsch et Carlson, 2006). Les deux micas et le grenat sont
bien estimés. Notons que ce type de roche (schiste à biotite) est moins sensible que d’autres
aux variations de P-T (cf. les mêmes minéraux étaient formés pour les 7 faciès de
température <= 600°C). En effet, il est souvent plus difficile de contraindre les conditions de PT du pic du métamorphisme avec des roches riches en Si-Al-K qu’avec des roches riches en
minéraux ferromagnésiens (Figure 19).
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
23
Figure 8. Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 16 amphibolites métamorphisées
de 500-550˚C et > 6 kbars à 400-500˚C et 9-12 kbars (Brunsmann et al., 2000). Notez que les
proportions des minéraux ont été estimées de façon approximative par l’auteure. Les minéraux ont été
calculés pour le faciès 7AMP500 (7 kbars et 500˚C), avec CO2 normatif et Fe2-Fe3 répartis selon la
méthode de Le Maître (1976) pour les roches volcaniques.
Figure 9. Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 19 marbres et sédiments argileux
calco-silicatés métamorphisés à 630˚C et 3 kbars (métamorphisme de contact) (Davis et Ferry, 1993).
Les minéraux ont été calculés pour le faciès 3AMP675 (3 kbars et 675°C), avec CO2 normatif et
Fe2O3/Fe2O3T égal à 0,2. Les biotites, clinozoïsites et spinelles observés, dont les proportions sont < 1
wt%, ne sont pas représentés.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
24
Figure 10. Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 21 gneiss (et anorthosites?)
métamorphisés à 9 kbars et 1000˚C (pic) et gabbros métamorphisés au faciès des amphibolites
(Emmett, 1987). Les minéraux ont été calculés avec CO2, FeO et Fe2O3 analysés, et pour le faciès
4GRA750 (4 kbars et 750˚C).
Figure 11. Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 19 méta-basites et méta-pélites
métamorphisées à 9-12 kbars et 800˚C (Faak et al., 2012). Notez que les proportions de minéraux ont
été estimées de façon approximative par l’auteure. Les minéraux ont été calculés avec FeO et Fe2O3
analysés, sans CO2-H2O (cf. PAF non analysée) et pour le faciès 4AMP600 (4 kbars et 600˚C).
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
25
Figure 12. Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 19 méta-basites et méta-pélites
(Hansen et Stuk, 1993). Les minéraux ont été calculés avec Fe2O3/Fe2O3T égal à 0,2, sans CO2-H2O
(cf. PAF non analysée) et pour le faciès 6GRA750 (6 kbars et 750˚C); a) espèces minérales calculées
et observées; b) nature des roches observées par Hansen et Stuk (1993).
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
26
Figure 13. Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 25 méta-pélites et marbres
métamorphisés à 4,5 kbars et entre 450˚C et 525˚C (Leger et Ferry, 1993). Les minéraux ont été
calculés avec Fe2O3/Fe2O3T égal à 0,2, CO2 estimé de façon normative et pour le faciès 6AMP600 (6
kbars et 600˚C).
Figure 14. Comparaison entre la proportion de quartz observé et le contenu en SiO2 (wt%) des roches
de Leger et Ferry (1993). Ce graphique montre que les auteurs ont surestimé la quantité de quartz
contenu dans leurs roches.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
27
Figure 15. Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 8 granulites mafiques (métacumulats?, méta-gabbros?) et 2 migmatites felsiques du faciès des granulites (Montanini et Tribuzio,
2001). Les minéraux ont été calculés avec CO2 normatif et Fe2-Fe3 répartis selon la méthode de Le
Maître (1976) pour les roches plutoniques, et pour le faciès 5GRA900 (5 kbars et 900˚C).
Figure 16. Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 12 granulites migmatitiques
métamorphisées à 8-11 kbars et 750-900˚C (Nehring et al., 2009). Les minéraux ont été calculés avec
Fe2O3/Fe2O3T égal à 0,2, sans CO2-H2O (cf. PAF non analysée) et pour le faciès 3GRA800 (3 kbars et
800˚C).
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
28
Figure 17. Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 8 péridotites (Eggins et al.,
1998; Nozaka, 2010). Les minéraux ont été calculés avec Fe2O3/Fe2O3T égal à 0,2, avec PAF
entièrement égale à H2O et pour le faciès 5GRA900 (5 kbars et 900˚C).
Figure 18. Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 4 limestones (Evans et Bickle,
2005). Les minéraux ont été calculés avec Fe2-Fe3 mesurés, avec H2O-CO2 normatifs et pour le
faciès 6AMP600 (6 kbars et 600˚C). Les chiffres reportés sur le graphique correspondent à la quantité
de pyrrhotine contenue dans chacune des quatre roches, et les minéraux cerclés de rouge sont ceux
qui proviennent de l’échantillon le plus riche en pyrrhotine.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
29
Figure 19. Comparaison entre les minéraux observés et normatifs de 2 schistes à Bt-Grt (Hirsch et
Carlson, 2006). Les minéraux ont été calculés avec Fe2O3/Fe2O3T égal à 0,2, avec H2O-CO2 normatifs
et pour le faciès 6AMP600 (6 kbars et 600˚C).
10 CONCLUSIONS GÉNÉRALES
Le projet 2013-04 a permis la mise en place de CONSONORM HautGrade, qui est une extension de
CONSONORM BasGrade CONSOREM, et qui s’applique dorénavant à 17 nouvelles conditions P-T
des faciès schiste vert, schiste bleu, amphibolite et granulite. Ces conditions sont toutes inférieures à
1 kbars (0,1 GPa), car des conditions de plus haute pression (cf. éclogite et Ultra High Pressure –
UHP) sont rares au Québec.
Le calcul normatif est complexe et fait intervenir plusieurs niveaux de modèles. Il est important de
garder en tête les différentes hypothèses formulées tout au long du calcul afin de pouvoir interpréter
les résultats et prendre du recul face aux chiffres fournis par ce calcul. Gardons toujours à l’esprit, par
exemple, que CONSONORM BasGradeet HautGrade reposent sur des bases de données
thermodynamiques provenant d’expériences de laboratoire, effectuées sur des systèmes simplifiés.
Ces systèmes simplifiés sont constitués des principaux éléments majeurs et négligent les traces : il
est pourtant possible que des traces comme le Zn modifient grandement le champ de stabilité de
minéraux comme la staurotide, tout comme le Mn qui modifie le champ du grenat.
Les premiers tests effectués sur des données de la littérature sont cependant positifs. CONSONORM
HautGrade reproduit relativement bien les principales phases, et notamment des minéraux difficiles à
modéliser comme les amphiboles, les biotites et les micas blancs. L’estimation des carbonates est
bonne, même lorsque le CO2 doit être estimé de façon normative (sauf lorsque la roche contient
beaucoup de sulfures et que le S n’est pas analysé). Ainsi, la minéralogie des roches non-altérées et
métamorphisées à des grades élevés est bien reproduite par le calcul.
Dans la seconde phase de ce projet, la problématique des roches altérées sera abordée. Les calculs
effectués avec ce type de roches permettront sans doute d’améliorer le modèle « CONSONORM
HautGrade ». Une surabondance d’éléments traces, qui sont habituellement peu concentrés dans des
roches non-altérées, pourrait notamment produire des aberrations, qui pourraient permettre de repérer
les roches altérées. Enfin, l’utilisation d’un maximum de cas naturels permettra de proposer
diagrammes et indices adaptés aux roches altérées puis métamorphisées à des grades
métamorphiques élevés.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
30
RÉFÉRENCES
Barth, T.F.W., 1959. Principles of Classification and Norm Calculations of Metamorphic Rocks. The
Journal of Geology , p.135-152.
Berman, R.G., 1988. Internally-Consistent Thermodynamic Data for Minerals in the System Na2OK2O-CaO-MgO-FeO-Fe2O3-Al2O3-SiO2-TiO2-H2O-CO2. Journal of petrology 29(2), p.
445-522.
Brunsmann, A., Franz, G., Erzinger, J., Landwehr, D., 2000. Zoisite- and clinozoisite-segregations in
metabasites (Tauern Window, Austria) as evidence for high-pressure fluid–rock interaction.
Journal of metamorphic geology 18(1), p. 1-21.
de Capitani, C., Petrakakis, K., 2010. The computation of equilibrium assemblage diagrams with
Theriak/Domino software. American Mineralogist 95, p. 1006-1016.
Connolly, J.A.D., 2005. Computation of phase equilibria by linear programming: A tool for geodynamic
modeling and its application to subduction zone decarbonation. Earth and Planetary Science
Letters 236, p. 524-541 (Errata).
Connolly, J.A.D., Kerrick, D.M., 2002. Metamorphic controls on seismic velocity of subducted oceanic
crust at 100-250 km depth. Earth and Planetary Science Letters 204, p. 61-74.
Cross, W., Iddings, J.P., Pirsson, L.V., Washington, H.S., 1902. A quantitative chemico-mineralogical
classification and nomenclature of igneous rocks. Journal of Geology (10), p. 555-690.
Deer, W.A., Howie, R.A., Zussman, J., 1962. Rock-forming minerals. (several books).
Davis, S.R., Ferry, J.M., 1993. Fluid infiltration during contact metamorphism of interbedded marble
and calc‐silicate hornfels, Twin Lakes area, central Sierra Nevada, California. Journal of
Metamorphic Geology 11(1), p. 71-88.
Eggins, S.M., Rudnick, R.L., McDonough, W.F., 1998. The composition of peridotites and their
minerals: a laser-ablation ICP–MS study. Earth and Planetary Science Letters 154(1-4), p.
53-71.
Emmett, T.F., 1987. A reconnaissance study of the distribution of Ba, Nb, Y, and Zr in some Jotun
kindred gneisses from Central Jotunheimen, southern Norway. Journal of metamorphic
geology 5(1), p. 41-50.
Evans, K.A., Bickle, M.J., 2005. An investigation of the relationship between bulk composition, inferred
reaction progress and fluid-flow parameters for layered micaceous carbonates from Maine,
USA. Journal of metamorphic geology 23(3), p. 181-197.
Faak, K., Chakraborty, S., Dasgupta, S., 2012. Petrology and tectonic significance of metabasite
slivers in the Lesser and Higher Himalayan domains of Sikkim, India. Journal of
metamorphic geology 30(6), p. 599-622.
Foucault, A., Raoult, J.F., 1992. Dictionnaire de géologie. 3e édition.
Franzolin, E., Schmidt, M.W., Poli, S., 2011. Ternary Ca–Fe–Mg carbonates: subsolidus phase
relations at 3.5 GPa and a thermodynamic solid solution model including order/disorder.
Contributions to Mineralogy and Petrology 161(2), p. 213-227.
Grant, J.A., 1986. The isocon diagram; a simple solution to Gresens' equation for metasomatic
alteration. 81(8), p. 1976-1982.
Haggerty, S.E., 1991. Oxide textures; a mini-atlas. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 25, p.
129-219.
Hansen, E., Stuk, M., 1993. Orthopyroxene-bearing, mafic migmatites at Cone Peak, California:
evidence for the formation of migmatitic granulites by anatexis in an open system. Journal of
metamorphic geology 11(2), p. 291-307.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
31
Hirsch, D.M., Carlson, W.D., 2006. Variations in rates of nucleation and growth of biotite
porphyroblasts. Journal of metamorphic geology 24(8), p. 763-777.
Holland, T.J.B., Powell, R., 1998. An internally consistent thermodynamic data set for phases of
petrological interest. Journal of Metamorphic Geology 16, p. 309-343.
Leger, A., Ferry, J.M., 1993. Fluid infiltration and regional metamorphism of the Waits River Formation,
north-east Vermont, USA. Journal of Metamorphic Geology 11(1), p. 3-29.
Lindsey, W.L., 1991. Iron oxide solubilization by organic matter and its effect on iron availability. Iron
Nutrition and Interactions in Plants, Developments in Plant and Soil Sciences 43, p. 29-36.
McSwiggen, P.L., 1993. Alternative solution model for the ternary carbonate system CaCO3 - MgCO3
- FeCO3. Physics and Chemistry of Minerals 20(1), p. 42-55.
Le Maître, R.W., 1976. Some problems of the projection of chemical data into mineralogical
classifications. Contributions to Mineralogy and Petrology 56(2), p. 181-189.
Montanini, A., Tribuzio, R., 2001. Gabbro-derived Granulites from the Northern Apennines (Italy):
Evidence for Lower-crustal Emplacement of Tholeiitic Liquids in Post-Variscan Times.
Journal of Petrology 42(12), p. 2259-2277.
Nehring, F., Foley, S.F., Hölttä, P., Van Den Kerkhof, A.M., 2009. Internal Differentiation of the
Archean Continental Crust: Fluid-Controlled Partial Melting of Granulites and TTG–
Amphibolite Associations in Central Finland. Journal of Petrology 50(1), p. 3-35.
Nozaka, T., 2011. Constraints on anthophyllite formation in thermally metamorphosed peridotites from
southwestern Japan. Journal of metamorphic geology 29(4), p. 385-398.
Perple_X (site internet): http://www.perplex.ethz.ch/
Piché, M., Jébrak, M., 2004. Normative minerals and alteration indices developed for mineral
exploration. Journal of Geochemical Exploration 82(1-3), p.59-77.
Pruseth, K.L., 2009. MATNORM: Calculating NORM using composition matrices. Computers and
Geosciences 35(9), p. 1785-1788.
Stanley, C.R., Madeisky, H.E., 1994. Lithogeochemical exploration for hydrothermal ore deposits
using Pearce element ratio analysis. In: Lentz DR (ed), Alteration and Alteration Processes
associated with Ore-forming systems: Geological Association of Canada, Short Course Note
11, p. 193-211.
Theriak-Domino (Site internet): http://titan.minpet.unibas.ch/minpet/theriak/theruser.html
Trépanier, S., 2011. Guide pratique d’utilisation de différentes méthodes de traitement de l’altération
et du métasomatisme. Projet CONSOREM 2008-07, p. 209.
Trépanier, S., 2013. Norme LithoModeleur. Projet CONSOREM 2011-04, p. 91.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
32
ANNEXE A – DIAGRAMMES TERNAIRES POUR LES CARBONATES
Diagrammes ternaires Ca-Mg-Fe utilisés pour le calcul des carbonates. Ces diagrammes proviennent
de la littérature (McSwiggen, 1993; Franzolin et al., 2011).
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
33
ANNEXE B – DIAGRAMMES TERNAIRES POUR LES OXYDES
Diagrammes ternaires Ti-Fe2-Fe3 utilisés pour le calcul des oxydes de Fe-Ti. Ces diagrammes
proviennent de la littérature (Deer et al., 1962; Haggerty, 1991; Lindsey, 1991).
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
34
ANNEXE C – TÉTRAÈDRES POUR LES RÉACTIONS QUARTZ - CARBONATES
Vues éclatées des tétraèdres CaCO3-MgCO3-FeCO3-SiO2 utilisés pour déterminer si les carbonates peuvent coexister dans une roche ou doivent
réagir avec le quartz pour former du graphite et des silicates. Les diagrammes ternaires ayant un pôle égal à SiO2 proviennent de Perple_X. Les
diagrammes ternaires Ca-Mg-Fe (+CO2) proviennent de la littérature (cf. Annexe A).
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
35
ANNEXE D – TÉTRAÈDRES AL-FE-MG-MN POUR LE CHOIX DU TÉTRAÈDRE
DES SILICATES
Vues éclatées des tétraèdres Al-Mg-Fe-Mn utilisés pour choisir l’un des 3 tétraèdres Ca-Al-FeMg-KNa
disponibles pour chaque faciès. Notez que la présence de Mn limite beaucoup plus le champ de
stabilité des Mg-minéraux que celui des Fe-minéraux. Ceci reflète la substitution possible et fréquente
entre Fe et Mn.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
36
ANNEXE E – TÉTRAÈDRES DES SILICATES AL-CA-MGFE-KNA
Ci-dessous, vous trouverez la liste des assemblages qui constituent les sous-tétraèdres formant les 3
tétraèdres principaux disponibles pour chacun des 17 faciès de la norme Haut Grade.
Les assemblages utilisent des minéraux particuliers, dont voici la liste :

GRTss : correspond à la proportion de GRTpyalm. Cependant, lorsque ce nom particulier
apparaît, le code fait réagir FM + anorthite pour créer un maximum de grenats (pyrope,
almandin, grossulaire) supplémentaires.

GRTss05 : idem, mais crée moitié moins de grenats.

CPXgrt : idem, mais CPXgrt correspond à la proportion de CPX.

GRThalf : (2/3) * GRTpyalm + (1/3) * grossulaire

GROSSss : (1/3) * GRTpyalm + (2/3) * grossulaire

FSP04, FSP05_A, FSP05_B, FSP06, FSP07, FSP09, FSP11, FSP17 : anorthite + K-feld,
selon différentes proportions. Les numéros correspondent à ceux donnés à l’interne aux 17
faciès.
Figure E-1. Représentation de l’ensemble des minéraux de CONSONORM HautGrade sur une vue
éclatée d’un tétraèdre Al-Ca-FM-KNa.
Aussi, la biotite, le mica blanc et la staurotide ont nécessité des ajustements particuliers (cf. Tableaux
E-1, E-2, E-3) :
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
37

Biotite : champ de stabilité ajusté à l’aide, notamment, du rapport Na/(Na+K). En effet, la
biotite est un K-minéral. Ainsi, si une roche contient beaucoup plus de Na que de K, il n’est
pas possible de former de la biotite. Le champ de stabilité de la biotite, tout comme celui de
tous les minéraux à Fe-Mg (cf. Annexe D), peut aussi être limité par la richesse en Mn de la
roche. Enfin, la biotite est plus fréquente dans les roches riches en Mg que dans celles riches
en Fe.

Mica blanc : idem, ce minéral est peu fréquent dans des roches contenant très peu de K.
Cependant, et contrairement à la biotite, le mica blanc est une solution solide complète entre
les pôles Na et K (cf. paragonite et muscovite), et il a donc une plus grande tolérance à la
présence de Na que la biotite.

Staurotide : minéral présent seulement dans les faciès les plus riches en fer (cf. Fe >> (Mg +
Mn)). Un ajustement similaire a dû être fait pour le spinelle (cf. faciès 5GRA900).
Tableau E-1. Conditions pour lesquelles la biotite est présente dans les tétraèdres Al-Ca-FM-KNa.
Conditions pour avoir de la biotite
Faciès
3AMP675
3GRA800
5GRA900
5AMP700
7AMP700
7AMP600
10GRA950
9GRA800
7AMP500
4AMP600
5SV400
4GRA750
6GRA750
6AMP600
Na/(Na+K)
Mg/(Fe+Mg)
Mg/(Mn+Mg)
< 0,9
< 0,85
< 0,2
< 0,9
< 0,9
< 0,9
< 0,25
< 0,9
< 0,9
< 0,9
< 0,9
< 0,9
< 0,9
< 0,9
> 0,63
> 0,8
> 0,85
> 0,35
> 0,5
> 0,6
> 0,2
> 0,25
> 0,05
> 0,6
> 0,4
> 0,05
> 0,05
> 0,05
> 0,5
> 0,67
> 0,05
> 0,82
> 0,7
> 0,7
> 0,4
Fe/(Fe+Mn)
> 0,9
> 0,9
> 0,7
> 0,45
> 0,8
> 0,3
> 0,7
Tableau E-2. Conditions pour lesquelles le mica blanc et/ou la staurotide sont présents dans les
tétraèdres Al-Ca-FM-KNa.
Mica blanc présent si :
Faciès
5AMP700
7AMP700
9GRA800
4AMP600
Na/(Na+K)
< 0,3
< 0,6
< 0,2
< 0,2
Staurotide présente si :
Faciès
7AMP600
4AMP600
6AMP600
Mg/(Fe+Mg)
tous
< 0,12
< 0,15
Fe/(Fe+Mn)
> 0,95
> 0,94
> 0,74
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de
haut grade métamorphique – Phase I
38
Tableau E-3. Assemblages du faciès 3AMP675 (3 kbars, 675˚C).
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
CPX, anorthite, K-feld, wollastonite
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
CPX, anorthite, K-feld, wollastonite
GRTpyalm, anorthite, K-feld,
sillimanite
anorthite, FM, K-feld, CPX
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
CPX, anorthite, K-feld, wollastonite
cordiérite, anorthite, K-feld, sillimanite
FM, anorthite, actinote, K-feld
anorthite, CPX, actinote, K-feld
cordiérite, anorthite, biotite, FM
cordiérite, anorthite, biotite, K-feld
cordiérite, anorthite, FM, K-feld
GRTpyalm, biotite, K-feld, anorthite
GRTss05, biotite, FM, anorthite
GRTss05, FM, K-feld, anorthite
Condition
cordiérite, anorthite, K-feld, sillimanite
tous
FM, anorthite, actinote, K-feld
anorthite, CPX, actinote, K-feld
cordiérite, GRTpyalm, biotite, anorthite
cordiérite, K-feld, biotite, anorthite
FM, anorthite, biotite, GRTss05
cordiérite, GRTpyalm, anorthite, K-feld
FM, GRTss05, anorthite, K-feld
avec biotite
sans biotite
Tableau E-4. Assemblages du faciès 3GRA800 (3 kbars, 800˚C).
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
CPX, anorthite, K-feld, wollastonite
cordiérite, anorthite, K-feld,
sillimanite
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
CPX, anorthite, K-feld, wollastonite
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
CPX, anorthite, K-feld, wollastonite
spinelle, anorthite, K-feld, sillimanite
spinelle, anorthite, K-feld, GRTpyalm
GRTss05, anorthite, K-feld, FM
CPX, anorthite, K-feld, FM
cordiérite, anorthite, K-feld, sillimanite
FM, anorthite, actinote, K-feld
anorthite, CPX, actinote, K-feld
anorthite, CPX, FM, K-feld
cordiérite, anorthite, biotite, FM
cordiérite, anorthite, biotite, K-feld
cordiérite, anorthite, K-feld, FM
FM, anorthite, actinote, K-feld
anorthite, CPX, actinote, K-feld
anorthite, CPX, FM, K-feld
GRTss05, FM, biotite, anorthite
GRTpyalm, cordiérite, biotite, anorthite
biotite, cordiérite, K-feld, anorthite
GRTpyalm, cordiérite, K-feld, anorthite
GRTss05, FM, K-feld, anorthite
Condition
tous
Mg/(Fe+Mg) > 0,8
Mg/(Fe+Mg) < 0,8
avec biotite
sans biotite
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
39
Tableau E-5. Assemblages du faciès 5GRA900 (5 kbars, 900˚C).
Tétraèdre I (Mg)
Conditions
Tétraèdre II (Fe)
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
CPX, anorthite, K-feld, wollastonite
CPX, anorthite, K-feld, wollastonite
cordiérite, anorthite, K-feld, sillimanite
tous
FM, anorthite, CPX, K-feld
cordiérite, anorthite, biotite, FM
cordiérite, anorthite, biotite, K-feld
cordiérite, anorthite, K-feld, FM
GRTss, anorthite, K-feld, FM
Mg/(Fe+Mg)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
tous
K-Na, K-feld, FM,
wollastonite
CPX, anorthite, K-feld,
wollastonite
FM, anorthite, CPX, K-feld
cordiérite, anorthite, K-feld,
sillimanite
cordiérite, anorthite, K-feld,
GRTpyalm
GRTss, anorthite, K-feld, FM
FM, anorthite, CPX, K-feld
avec biotite
sans biotite
spinelle, anorthite, K-feld, sillimanite
spinelle, anorthite, K-feld, GRTpyalm
sillimanite, anorthite, K-feld, GRTpyalm
< 0,05
> 0,05
Tableau E-6. Assemblages du faciès 5AMP670 (5 kbars, 670˚C).
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
CPX, anorthite, FSP04, grossulaire
CPX, wollastonite, FSP04, grossulaire
CPX, wollastonite, FSP04, K-feld
actinote, anorthite, FM, K-feld
anorthite, CPX, actinote, K-feld
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
CPX, anorthite, FSP04, grossulaire
CPX, wollastonite, FSP04, grossulaire
CPX, wollastonite, FSP04, K-feld
CPXgrt, FM, anorthite, K-feld
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
CPX, anorthite, FSP04, grossulaire
CPX, wollastonite, FSP04, grossulaire
CPX, wollastonite, FSP04, K-feld
actinote, anorthite, FM, K-feld
anorthite, CPX, actinote, K-feld
cordiérite, anorthite, sillimanite,
MicaBlanc
cordiérite, anorthite, K-feld, MicaBlanc
cordiérite, anorthite, sillimanite, MicaBlanc
biotite, anorthite, K-feld, MicaBlanc
biotite, anorthite, cordiérite, MicaBlanc
cordiérite, anorthite, biotite, FM
cordiérite, biotite, anorthite, K-feld
cordiérite, biotite, anorthite, FM
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
Condition
avec biotite
et avec
mica blanc
40
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
cordiérite, anorthite, sillimanite, MicaBlanc
GRTpyalm, sillimanite, anorthite, K-feld
cordiérite, anorthite, K-feld, MicaBlanc
cordiérite, FM, anorthite, K-feld
cordiérite, biotite, anorthite, K-feld
cordiérite, biotite, anorthite, FM
cordiérite, FM, anorthite, K-feld
cordiérite, sillimanite, anorthite, K-feld
GRTss, FM, anorthite, K-feld
cordiérite, anorthite, sillimanite,
MicaBlanc
cordiérite, anorthite, K-feld, MicaBlanc
GRTpyalm, cordiérite, K-feld, anorthite
GRTss, FM, K-feld, anorthite
GRTpyalm, anorthite, sillimanite, MicaBlanc
GRTpyalm, anorthite, K-feld, MicaBlanc
GRTpyalm, biotite, anorthite, K-feld
GRTss, biotite, anorthite, FM
GRTss, FM, biotite, anorthite
GRTpyalm, cordiérite, biotite, anorthite
biotite, cordiérite, K-feld, anorthite
cordiérite, sillimanite, anorthite, K-feld
Condition
Avec mica
blanc et/ou
sans biotite
avec biotite
et/ou sans
mica blanc
Tableau E-7. Assemblages du faciès 7AMP700 (7 kbars, 700˚C).
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
FSP05_A, K-feld, CPX, wollastonite
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
FSP05_A, K-feld, CPX, wollastonite
FSP05_A, grossulaire, CPX,
wollastonite
FSP05_B, grossulaire, CPX, clinozoïsite
FSP05_B, grossulaire, CPX, FSP05_A
FSP05_B, anorthite, CPX, clinozoïsite
CPXgrt, FM, anorthite, K-feld
GRTpyalm, sillimanite, anorthite, K-feld
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
FSP05_A, K-feld, CPX, wollastonite
GRTpyalm, biotite, anorthite, K-feld
cordiérite, anorthite, sillimanite, MicaBlanc
GRTss, biotite, anorthite, FM
cordiérite, anorthite, K-feld, MicaBlanc
FSP05_A, grossulaire, CPX, wollastonite
FSP05_B, grossulaire, CPX, clinozoïsite
FSP05_B, grossulaire, CPX, FSP05_A
FSP05_B, anorthite, CPX, clinozoïsite
actinote, anorthite, FM, K-feld
anorthite, CPX, actinote, K-feld
cordiérite, sillimanite, anorthite, K-feld
cordiérite, anorthite, sillimanite, MicaBlanc
biotite, anorthite, K-feld, MicaBlanc
biotite, anorthite, cordiérite, MicaBlanc
cordiérite, anorthite, biotite, FM
cordiérite, biotite, anorthite, K-feld
cordiérite, biotite, anorthite, FM
Condition
FSP05_A, grossulaire, CPX, wollastonite
FSP05_B, grossulaire, CPX, clinozoïsite
FSP05_B, grossulaire, CPX, FSP05_A
FSP05_B, anorthite, CPX, clinozoïsite
actinote, anorthite, FM, K-feld
anorthite, CPX, actinote, K-feld
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
tous
avec biotite
et avec
mica blanc
41
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
cordiérite, anorthite, K-feld, MicaBlanc
cordiérite, FM, anorthite, K-feld
cordiérite, FM, anorthite, K-feld
GRTpyalm, anorthite, sillimanite,
MicaBlanc
GRTpyalm, anorthite, K-feld, MicaBlanc
GRTss, FM, anorthite, K-feld
GRTss, FM, anorthite, K-feld
cordiérite, biotite, anorthite, K-feld
cordiérite, biotite, anorthite, FM
GRTpyalm, biotite, anorthite, K-feld
GRTss, biotite, anorthite, FM
cordiérite, anorthite, sillimanite, MicaBlanc
Condition
cordiérite, anorthite, sillimanite, MicaBlanc
cordiérite, anorthite, K-feld, MicaBlanc
GRTpyalm, cordiérite, K-feld, anorthite
GRTss, FM, K-feld, anorthite
cordiérite, sillimanite, anorthite, K-feld
GRTss, FM, biotite, anorthite
GRTpyalm, cordiérite, biotite, anorthite
biotite, cordiérite, K-feld, anorthite
cordiérite, sillimanite, anorthite, K-feld
avec mica
blanc et/ou
sans biotite
avec biotite
Tableau E-8. Assemblage du faciès 7AMP600 (7,5 kbars, 600°C).
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
grossulaire, clinozoïsite, FSP06,
CPX
grossulaire, wollastonite, K-feld,
CPX
grossulaire, FSP06, K-feld, CPX
anorthite, FSP06, clinozoïsite,
actinote
CPX, FSP06, clinozoïsite, actinote
CPX, FSP06, K-feld, actinote
amésite, margarite, MicaBlanc,
anorthite
margarite, MicaBlanc, amésite,
disthène
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
grossulaire, clinozoïsite, FSP06,
CPX
grossulaire, wollastonite, K-feld,
CPX
grossulaire, FSP06, K-feld, CPX
anorthite, FSP06, clinozoïsite,
actinote
CPX, FSP06, clinozoïsite, actinote
CPX, FSP06, K-feld, actinote
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
FSP06, K-feld, FM, CPX
FSP06, FM, CPX, GRThalf
anorthite, margarite, MicaBlanc,
GRThalf
MicaBlanc, margarite, GRTpyalm,
GRThalf
FSP06, FM, CPX, GRThalf
FSP06, clinozoïsite, CPX, GRThalf
FSP06, clinozoïsite, anorthite,
GRThalf
Fe/(Mn+Fe)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
Condition
grossulaire, clinozoïsite, FSP06, CPX
grossulaire, wollastonite, K-feld, CPX
grossulaire, FSP06, K-feld, CPX
anorthite, FSP06, clinozoïsite,
actinote
CPX, FSP06, clinozoïsite, actinote
CPX, FSP06, K-feld, actinote
tous
FSP06, clinozoïsite, CPX, GRThalf
FSP06, clinozoïsite, anorthite,
GRThalf
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
42
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
biotite, amésite, MicaBlanc,
anorthite
biotite, amésite, FM, actinote
biotite, MicaBlanc, K-feld, anorthite
biotite, GRTpyalm, MicaBlanc,
GRThalf
biotite, GRTpyalm, FM, GRThalf
biotite, MicaBlanc, K-feld, anorthite
GRThalf, biotite, MicaBlanc,
anorthite
margarite, MicaBlanc, disthène,
staurotide
margarite, MicaBlanc, GRTpyalm,
staurotide
margarite, MicaBlanc, GRTpyalm,
disthène
amésite, actinote, biotite, anorthite
biotite, K-feld, actinote, anorthite
amésite, MicaBlanc, K-feld,
anorthite
amésite, FM, K-feld, actinote
GRThalf, MicaBlanc, K-feld,
GRTpyalm
GRThalf, MicaBlanc, K-feld,
anorthite
amésite, actinote, K-feld, anorthite
GRTpyalm, FM, K-feld, GRThalf
Fe/(Mn+Fe)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
Condition
margarite, MicaBlanc, amésite,
disthène
GRTpyalm, amésite, margarite, biotite
margarite, amésite, biotite, MicaBlanc
biotite, GRTpyalm, FM, GRThalf
biotite, MicaBlanc, K-feld, anorthite
> 0,95
GRThalf, biotite, MicaBlanc, anorthite
< 0,95
avec biotite
FSP06, K-feld, FM, CPX
anorthite, margarite, MicaBlanc,
GRThalf
biotite, margarite, GRTpyalm,
GRThalf
GRThalf, biotite, margarite,
MicaBlanc
margarite, MicaBlanc, amésite,
disthène
FSP06, K-feld, FM, CPX
anorthite, margarite, MicaBlanc,
GRThalf
MicaBlanc, margarite, amésite,
GRThalf
GRThalf, MicaBlanc, K-feld, amésite
GRThalf, MicaBlanc, K-feld, anorthite
GRTpyalm, amésite, K-feld, GRThalf
GRTpyalm, FM, K-feld, GRThalf
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
sans biotite
43
Tableau E-9. Assemblages du faciès 10GRA950 (10 kbars, 950˚C).
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
Condition
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
FSP07, grossulaire, anorthite, CPX
FSP07, grossulaire, wollastonite, CPX
FSP07, K-feld, wollastonite, CPX
cordiérite, K-feld, anorthite, sillimanite
anorthite, K-feld, CPX, FM
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
FSP07, grossulaire, anorthite, CPX
FSP07, grossulaire, wollastonite, CPX
FSP07, K-feld, wollastonite, CPX
GRTpyalm, K-feld, anorthite, sillimanite
anorthite, K-feld, CPXgrt, FM
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
FSP07, grossulaire, anorthite, CPX
FSP07, grossulaire, wollastonite, CPX
FSP07, K-feld, wollastonite, CPX
cordiérite, K-feld, anorthite, sillimanite
anorthite, K-feld, CPX, FM
tous
cordiérite, biotite, K-feld, anorthite
cordiérite, biotite, FM, anorthite
GRTpyalm, biotite, K-feld, anorthite
GRTss, biotite, FM, anorthite
cordiérite, FM, K-feld, anorthite
GRTss, FM, K-feld, anorthite
GRTss, FM, biotite, anorthite
GRTpyalm, cordiérite, biotite, anorthite
biotite, cordiérite, K-feld, anorthite
GRTpyalm, cordiérite, K-feld, anorthite
GRTss, FM, K-feld, anorthite
avec biotite
sans biotite
Tableau E-10. Assemblages du faciès 9GRA800 (9 kbars, 800˚C).
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
Condition
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
FSP08, grossulaire, anorthite, CPX
FSP08, grossulaire, wollastonite, CPX
FSP08, K-feld, wollastonite, CPX
actinote, CPX, K-feld, anorthite
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
FSP08, grossulaire, anorthite, CPX
FSP08, grossulaire, wollastonite, CPX
FSP08, K-feld, wollastonite, CPX
GRTpyalm, K-feld, anorthite, sillimanite
anorthite, K-feld, CPXgrt, FM
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
FSP08, grossulaire, anorthite, CPX
FSP08, grossulaire, wollastonite, CPX
FSP08, K-feld, wollastonite, CPX
cordiérite, K-feld, anorthite, sillimanite
anorthite, K-feld, CPX, actinote
anorthite, K-feld, actinote, FM
tous
sillimanite, K-feld, anorthite, biotite
biotite, cordiérite, FM, actinote
sillimanite, anorthite, biotite, cordiérite
actinote, cordiérite, anorthite, biotite
biotite, K-feld, actinote, anorthite
actinote, cordiérite, K-feld, anorthite
K-feld, anorthite, sillimanite, cordiérite
actinote, K-feld, FM, cordiérite
GRTss, biotite, K-feld, anorthite
GRTss, biotite, FM, anorthite
GRTss, FM, biotite, anorthite
GRTpyalm, cordiérite, biotite, anorthite
biotite, cordiérite, K-feld, anorthite
avec biotite
GRTpyalm, cordiérite, K-feld, anorthite
GRTss, FM, K-feld, anorthite
sans biotite
GRTss, FM, K-feld, anorthite
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
44
Tableau E-11. Assemblages du faciès 10AMP700 (10 kbars, 700˚C).
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
Condition
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
grossulaire, clinozoïsite, FSP09, CPX
grossulaire, wollastonite, K-feld, CPX
grossulaire, FSP09, K-feld, CPX
CPX, FSP09, K-feld, actinote
anorthite, FSP09, clinozoïsite, actinote
CPX, FSP09, clinozoïsite, actinote
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
grossulaire, clinozoïsite, FSP09, CPX
grossulaire, wollastonite, K-feld, CPX
grossulaire, FSP09, K-feld, CPX
CPXgrt, FM, K-feld, anorthite
GROSSss, clinozoïsite, FSP09, CPX
GROSSss, clinozoïsite, FSP09, anorthite
tous
MicaBlanc, biotite, disthène, anorthite
MicaBlanc, biotite, K-feld, anorthite
disthène, anorthite, K-feld, actinote
FM, disthène, K-feld, actinote
K-feld, biotite, GRTss, anorthite
FM, biotite, GRTss, anorthite
disthène, MicaBlanc, anorthite, GRTpyalm
K-feld, MicaBlanc, anorthite, GRTpyalm
K-feld, FM, GRTss, anorthite
K-feld, biotite, GRTss, anorthite
FM, biotite, GRTss, anorthite
K-feld, disthène, anorthite, GRTpyalm
K-feld, FM, GRTss, anorthite
FM, actinote, disthène, biotite
actinote, anorthite, disthène, biotite
biotite, actinote, K-feld, anorthite
K-feld, biotite, disthène, anorthite
avec biotite et avec mica blanc
avec mica blanc et/ou sans biotite
avec biotite et/ou sans mica blanc
Tableau E-12. Assemblages du faciès 7AMP500 (7 kbars, 500˚C).
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
clinozoïsite, K-feld, grossulaire, CPX
wollastonite, K-feld, grossulaire, CPX
margarite, MicaBlanc, disthène,
amésite
clinozoïsite, K-feld, actinote, CPX
clinozoïsite, MicaBlanc, margarite,
amésite
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
clinozoïsite, K-feld, grossulaire, CPX
wollastonite, K-feld, grossulaire, CPX
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
clinozoïsite, K-feld, grossulaire, CPX
wollastonite, K-feld, grossulaire, CPX
GRTpyalm, disthène, MicaBlanc,
margarite
clinozoïsite, FM, GRTpyalm, MicaBlanc
clinozoïsite, GRTpyalm, MicaBlanc,
margarite
chloritoïde, disthène, MicaBlanc, margarite
MicaBlanc, chloritoïde, daphnite, GRThalf
daphnite, GRThalf, FM, MicaBlanc
Condition
tous
clinozoïsite, chloritoïde, MicaBlanc, margarite
clinozoïsite, GRThalf, chloritoïde, MicaBlanc
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
45
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
FM, actinote, biotite, amésite
GRThalf, FM, biotite, MicaBlanc
clinozoïsite, FM, biotite, MicaBlanc
clinozoïsite, K-feld, biotite, MicaBlanc
clinozoïsite, K-feld, biotite, MicaBlanc
CPX, GRThalf, FM, biotite
CPX, GRThalf, clinozoïsite, biotite
GRThalf, clinozoïsite, biotite, MicaBlanc
biotite, CPX, K-feld, clinozoïsite
GRThalf, K-feld, FM, MicaBlanc
K-feld, clinozoïsite, MicaBlanc, GRThalf
K-feld, GRThalf, CPX, clinozoïsite
K-feld, GRThalf, CPX, FM
CPX, actinote, clinozoïsite, biotite
FM, actinote, clinozoïsite, biotite
biotite, CPX, K-feld, clinozoïsite
clinozoïsite, MicaBlanc, biotite,
amésite
clinozoïsite, MicaBlanc, biotite, K-feld
clinozoïsite, biotite, actinote, amésite
actinote, biotite, K-feld, clinozoïsite
clinozoïsite, K-feld, actinote, amésite
clinozoïsite, MicaBlanc, K-feld, amésite
actinote, FM, K-feld, amésite
Condition
avec biotite
clinozoïsite, K-feld, FM, MicaBlanc
K-feld, actinote, CPX, clinozoïsite
K-feld, FM, actinote, clinozoïsite
sans biotite
Tableau E-13. Assemblages du faciès 4AMP600 (4 kbars, 600˚C).
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
FSP11, CPX, anorthite,
grossulaire
FSP11, CPX, wollastonite,
grossulaire
FSP11, CPX, wollastonite, K-feld
actinote, CPX, anorthite, K-feld
actinote, anorthite, FM, K-feld
cordiérite, anorthite, MicaBlanc,
sillimanite
MicaBlanc, K-feld, anorthite,
biotite
biotite, cordiérite, MicaBlanc,
anorthite
biotite, cordiérite, anorthite, FM
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
FSP11, CPX, anorthite, grossulaire
FSP11, CPX, anorthite, grossulaire
cordiérite, biotite, K-feld, anorthite
FSP11, CPX, wollastonite, grossulaire
Stau?
tous
FSP11, CPX, wollastonite, K-feld
CPX, anorthite, FM, K-feld
GRTss, anorthite, FM, biotite
tous
biotite, GRTpyalm, MicaBlanc, anorthite
biotite, K-feld, MicaBlanc, anorthite
staurotide, anorthite, MicaBlanc, sillimanite
avec
staurotide, GRTpyalm, MicaBlanc,
anorthite
avec
Tétraèdre III (Mg-Fe)
FSP11, CPX, wollastonite,
grossulaire
FSP11, CPX, wollastonite, K-feld
actinote, CPX, anorthite, K-feld
actinote, anorthite, FM, K-feld
cordiérite, anorthite, MicaBlanc,
sillimanite
cordiérite, anorthite, MicaBlanc, Kfeld
Conditions
tous
avec biotite
et avec mica
blanc
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
46
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
Stau?
cordiérite, biotite, anorthite, FM
staurotide, anorthite, MicaBlanc, sillimanite
avec
staurotide, anorthite, MicaBlanc, K-feld
avec
sillimanite, GRTpyalm, MicaBlanc,
anorthite
FM, GRTss, biotite, anorthite
biotite, GRTpyalm, K-feld, anorthite
cordiérite, anorthite, MicaBlanc,
sillimanite
MicaBlanc, K-feld, anorthite,
cordiérite
cordiérite, K-feld, FM, anorthite
sans
sans
avec
staurotide, anorthite, MicaBlanc, K-feld
avec
cordiérite, anorthite, MicaBlanc,
sillimanite
cordiérite, anorthite, MicaBlanc, Kfeld
sans
avec mica
blanc et/ou
sans biotite
sans
sans
cordiérite, K-feld, sillimanite,
anorthite
staurotide, GRTpyalm, K-feld, anorthite
avec
cordiérite, biotite, K-feld, anorthite
FM, GRTss, biotite, anorthite
avec
cordiérite, biotite, anorthite, FM
biotite, GRTpyalm, K-feld, anorthite
avec
GRTpyalm, anorthite, K-feld, sillimanite
avec
FM, GRTss, biotite, anorthite
biotite, GRTpyalm, K-feld, anorthite
sans
sans
FM, GRTss, K-feld, anorthite
avec
staurotide, GRTpyalm, K-feld, anorthite
avec
GRTpyalm, anorthite, K-feld, sillimanite
avec
GRTpyalm, anorthite, K-feld, sillimanite
FM, GRTss, K-feld, anorthite
sans
sans
cordiérite, K-feld, FM, anorthite
Conditions
sans
staurotide, anorthite, MicaBlanc, sillimanite
GRTpyalm, anorthite, MicaBlanc,
sillimanite
GRTpyalm, anorthite, MicaBlanc, K-feld
FM, GRTss, K-feld, anorthite
Tétraèdre III (Mg-Fe)
GRTss, FM, biotite, anorthite
GRTpyalm, cordiérite, biotite,
anorthite
biotite, cordiérite, K-feld, anorthite
cordiérite, anorthite, K-feld,
sillimanite
GRTpyalm, cordiérite, K-feld,
anorthite
GRTss, FM, K-feld, anorthite
cordiérite, anorthite, K-feld,
sillimanite
avec biotite
et/ou sans
mica blanc
sans biotite,
sans mica
blanc
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
47
Tableau E-14. Assemblages du faciès 5SV400 (5 kbars, 400˚C).
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, clinozoïsite
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, wollastonite
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, clinozoïsite
actinote, K-feld, CPX, clinozoïsite
chloritoïde, margarite, MicaBlanc,
pyrophyllite
grossulaire, K-feld, CPX, clinozoïsite
GRTpyalm, margarite, MicaBlanc,
pyrophyllite
margarite, MicaBlanc, sudoïte,
pyrophyllite
chloritoïde, daphnite, clinozoïsite,
MicaBlanc
GRTpyalm, margarite, clinozoïsite,
MicaBlanc
margarite, MicaBlanc, sudoïte, amésite
chloritoïde, margarite, clinozoïsite,
MicaBlanc
amésite, margarite, MicaBlanc,
clinozoïsite
biotite, amésite, FM, actinote
daphnite, biotite, CPX, FM
GRTpyalm, biotite, CPX, FM
biotite, amésite, MicaBlanc, actinote
daphnite, biotite, MicaBlanc, clinozoïsite
GRTpyalm, biotite, MicaBlanc, clinozoïsite
biotite, K-feld, MicaBlanc, clinozoïsite
K-feld, biotite, MicaBlanc, clinozoïsite
K-feld, biotite, MicaBlanc, clinozoïsite
amésite, actinote, MicaBlanc, clinozoïsite
daphnite, CPX, biotite, clinozoïsite
GRTpyalm, CPX, biotite, clinozoïsite
biotite, actinote, K-feld, clinozoïsite
K-feld, amésite, FM, actinote
K-feld, MicaBlanc, amésite, clinozoïsite
CPX, biotite, K-feld, clinozoïsite
daphnite, K-feld, FM, CPX
CPX, biotite, K-feld, clinozoïsite
GRTpyalm, K-feld, FM, CPX
daphnite, K-feld, MicaBlanc, clinozoïsite
GRTpyalm, K-feld, MicaBlanc, clinozoïsite
amésite, actinote, K-feld, clinozoïsite
daphnite, CPX, K-feld, clinozoïsite
GRTpyalm, CPX, K-feld, clinozoïsite
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
Condition
tous
sans biotite
avec biotite
48
Tableau E-15. Assemblages du faciès 9SB450 (9 kbars, 450˚C).
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, clinozoïsite
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, clinozoïsite
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, clinozoïsite
actinote, K-feld, CPX, clinozoïsite
margarite, MicaBlanc, chloritoïde, disthène
margarite, MicaBlanc, GRTpyalm, disthène
margarite, MicaBlanc, sudoïte, disthène
margarite, MicaBlanc, sudoïte, amésite
amésite, margarite, MicaBlanc, clinozoïsite
daphnite, MicaBlanc, chloritoïde, clinozoïsite
daphnite, biotite, FM, CPX
biotite, MicaBlanc, K-feld, clinozoïsite
GRTpyalm, biotite, FM, CPX
biotite, MicaBlanc, K-feld, clinozoïsite
biotite, GRTpyalm, MicaBlanc, clinozoïsite
biotite, amésite, FM, actinote
biotite, daphnite, MicaBlanc, clinozoïsite
GRTpyalm, margarite, MicaBlanc, clinozoïsite
biotite, amésite, MicaBlanc, clinozoïsite
chloritoïde, margarite, MicaBlanc, clinozoïsite
biotite, CPX, K-feld, clinozoïsite
biotite, K-feld, MicaBlanc, clinozoïsite
amésite, actinote, biotite, clinozoïsite
biotite, actinote, K-feld, clinozoïsite
daphnite, GRThalf, clinozoïsite, biotite
daphnite, GRThalf, CPX, biotite
GRTpyalm, GRThalf, clinozoïsite, biotite
GRTpyalm, GRThalf, CPX, biotite
clinozoïsite, GRThalf, CPX, biotite
clinozoïsite, GRThalf, CPX, biotite
biotite, CPX, K-feld, clinozoïsite
Tableau E-16. Assemblage du faciès 10SB350 (10 kbars, 350°C).
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, lawsonite
actinote, K-feld, CPX, lawsonite
margarite, MicaBlanc, carpholite, pyrophyllite
margarite, MicaBlanc, carpholite, amésite
amésite, margarite, MicaBlanc, lawsonite
biotite, amésite, FM, actinote
biotite, amésite, MicaBlanc, lawsonite
biotite, K-feld, MicaBlanc, lawsonite
amésite, actinote, biotite, lawsonite
biotite, actinote, K-feld, lawsonite
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, lawsonite
margarite, MicaBlanc, chloritoïde, pyrophyllite
daphnite, MicaBlanc, chloritoïde, lawsonite
daphnite, biotite, FM, CPX
biotite, MicaBlanc, K-feld, lawsonite
biotite, daphnite, MicaBlanc, lawsonite
chloritoïde, margarite, MicaBlanc, lawsonite
daphnite, CPX, lawsonite, biotite
biotite, CPX, K-feld, lawsonite
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, wollastonite
grossulaire, K-feld, CPX, lawsonite
margarite, MicaBlanc, GRTpyalm, pyrophyllite
GRTpyalm, biotite, FM, CPX
biotite, MicaBlanc, K-feld, lawsonite
biotite, GRTpyalm, MicaBlanc, lawsonite
GRTpyalm, margarite, MicaBlanc, lawsonite
GRTpyalm, CPX, lawsonite, biotite
biotite, CPX, K-feld, lawsonite
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
49
Tableau E-17. Assemblages du faciès 4GRA750 (4 kbars, 750˚C).
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
Tétraèdre III (Mg-Fe)
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
anorthite, wollastonite, K-feld, CPX
cordiérite, anorthite, K-feld, sillimanite
CPX, actinote, anorthite, K-feld
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
anorthite, wollastonite, K-feld, CPX
GRTpyalm, anorthite, K-feld, sillimanite
FM, CPX, anorthite, K-feld
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
anorthite, wollastonite, K-feld, CPX
cordiérite, anorthite, K-feld, sillimanite
FM, actinote, anorthite, K-feld
actinote, CPX, anorthite, K-feld
cordiérite, actinote, anorthite, biotite
cordiérite, anorthite, K-feld, biotite
cordiérite, actinote, FM, biotite
biotite, actinote, K-feld, anorthite
cordiérite, actinote, K-feld, FM
cordiérite, actinote, anorthite, K-feld
GRTpyalm, anorthite, K-feld, biotite
GRTss, anorthite, FM, biotite
GRTss, FM, biotite, anorthite
GRTpyalm, cordiérite, biotite, anorthite
biotite, cordiérite, K-feld, anorthite
GRTss, anorthite, FM, K-feld
GRTpyalm, cordiérite, K-feld, anorthite
GRTss, FM, K-feld, anorthite
Condition
avec biotite
sans biotite
Tableau E-18. Assemblages du faciès 6GRA750 (6 kbars, 750°C).
Tétraèdre I (Mg)
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
anorthite, grossulaire, K-feld, CPX
grossulaire, wollastonite, K-feld, CPX
cordiérite, anorthite, K-feld, sillimanite
FM, actinote, anorthite, K-feld
CPX, actinote, anorthite, K-feld
Tétraèdre II (Fe)
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
anorthite, grossulaire, K-feld, CPX
grossulaire, wollastonite, K-feld, CPX
GRTpyalm, anorthite, K-feld, sillimanite
FM, CPXgrt, anorthite, K-feld
Tétraèdre III (Mg-Fe)
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
anorthite, grossulaire, K-feld, CPX
grossulaire, wollastonite, K-feld, CPX
cordiérite, anorthite, K-feld, sillimanite
FM, actinote, anorthite, K-feld
actinote, CPX, anorthite, K-feld
cordiérite, anorthite, K-feld, biotite
cordiérite, anorthite, FM, biotite
GRTpyalm, anorthite, K-feld, biotite
GRTss, anorthite, FM, biotite
cordiérite, anorthite, FM, K-feld
GRTss, anorthite, FM, K-feld
GRTss, FM, biotite, anorthite
GRTpyalm, cordiérite, biotite, anorthite
biotite, cordiérite, K-feld, anorthite
GRTpyalm, cordiérite, K-feld, anorthite
GRTss, FM, K-feld, anorthite
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
Condition
avec biotite
sans biotite
50
Tableau E-19. Assemblages du faciès 6AMP600 (6 kbars, 600˚C).
Tétraèdre I (Mg)
Tétraèdre II (Fe)
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
wollastonite, grossulaire, CPX, K-feld
FSP17, grossulaire, CPX, K-feld
FSP17, grossulaire, CPX, clinozoïsite
FSP17, anorthite, CPX, clinozoïsite
amésite, anorthite, MicaBlanc,
disthène
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
wollastonite, grossulaire, CPX, K-feld
FSP17, grossulaire, CPX, K-feld
FSP17, grossulaire, CPX, clinozoïsite
CPX, FSP17, GRThalf, FM
K-Na, K-feld, FM, wollastonite
wollastonite, grossulaire, CPX, K-feld
FSP17, grossulaire, CPX, K-feld
FSP17, grossulaire, CPX, clinozoïsite
CPXgrt, FSP17, GRThalf, FM
CPX, FSP17, GRThalf, clinozoïsite
CPXgrt, FSP17, GRThalf, clinozoïsite
actinote, anorthite, FM, K-feld
actinote, CPX, anorthite, K-feld
amésite, biotite, FM, anorthite
biotite, amésite, MicaBlanc, anorthite
biotite, K-feld, MicaBlanc, anorthite
K-feld, amésite, FM, anorthite
K-feld, amésite, MicaBlanc, anorthite
anorthite, FSP17, GRThalf,
clinozoïsite
staurotide, anorthite, MicaBlanc,
disthène
GRTpyalm, anorthite, MicaBlanc,
staurotide
GRTpyalm, anorthite, MicaBlanc,
disthène
GRTss, anorthite, FM, biotite
GRTpyalm, biotite, MicaBlanc,
anorthite
K-feld, biotite, MicaBlanc, anorthite
CPX, biotite, K-feld, FSP17
MicaBlanc, K-feld, GRTpyalm,
anorthite
FM, K-feld, GRTss, anorthite
CPXgrt, FM, K-feld, FSP17
Stau?
Tétraèdre III (Mg-Fe)
Condition
tous
anorthite, FSP17, GRThalf, clinozoïsite
avec
cordiérite, anorthite, MicaBlanc,
disthène
avec
sans
cordiérite, biotite, MicaBlanc, anorthite
K-feld, biotite, MicaBlanc, anorthite
CPXgrt, biotite, K-feld, FSP17
cordiérite, anorthite, GRTpyalm, biotite
GRTpyalm, anorthite, FM, biotite
avec biotite
K-feld, MicaBlanc, cordiérite, anorthite
K-feld, GRTss, FM, anorthite
GRTpyalm, K-feld, cordiérite, anorthite
CPXgrt, FM, K-feld, FSP17
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
sans biotite
51
Figure E-2. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 3AMP675. Les traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la
composition peut varier selon que la biotite est stable ou non.
Figure E-3. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 3GRA800. Les traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la
composition peut varier selon que la biotite et/ou l’actinote sont stables ou non.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
52
Figure E-4. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 5GRA900. Les traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la
composition peut varier selon que la biotite et/ou le spinelle sont stables ou non.
.
Figure E-5. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 5AMP670. Les traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la
composition peut varier selon que la biotite et/ou le mica blanc sont stables ou non.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
53
Figure E-6. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 7AMP700. Les traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la
composition peut varier selon que la biotite et/ou le mica blanc sont stables ou non.
Figure E-7. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 7AMP600. Les traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la
composition peut varier selon que la biotite et/ou la staurotide sont stables ou non.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
54
Figure E-8. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 10GRA950. Les traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la
composition peut varier selon que la biotite est stable ou non.
Figure E-9. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 9GRA800. Les traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la
composition peut varier selon que la biotite est stable ou non.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
55
Figure E-10. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 10AMP700. Les traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la
composition peut varier selon que la biotite et/ou le mica blanc sont stables ou non.
Figure E-11. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 7AMP500. Les traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la
composition peut varier selon que la biotite est stable ou non.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
56
Figure E-12. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 4AMP600. Les traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la
composition peut varier selon que la biotite, le mica blanc et/ou la staurotide sont stables ou non.
Figure E-13. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 5SV400. Les traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la
composition peut varier selon que la biotite est stable ou non.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
57
Figure E-14. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 9SB450.
Figure E-15. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 10SB350.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
58
Figure E-16. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 4GRA750. Les traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la
composition peut varier selon que la biotite est stable ou non.
Figure E-17. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 6GRA750. Les traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la
composition peut varier selon que la biotite est stable ou non.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
59
Figure E-18. Vues éclatées des 3 tétraèdres Al-Ca-FM-KNa du faciès 6AMP600. Les traits en pointillés désignent les sous-assemblages dont la
composition peut varier selon que la biotite et/ou la staurotide sont stables ou non.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut grade métamorphique – Phase I
60
ANNEXE F – DIAGRAMMES TERNAIRES DES MINÉRAUX FM
Diagrammes ternaires Fe-Mg-Mn représentant les minéraux du pôle FM, pour chaque faciès.
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut
grade métamorphique – Phase I
61
ANNEXE G – RÉACTIONS UTILISÉES POUR RÉSOUDRE LE DÉFICIT EN SILICE
Réactants
Produits
Faciès
aluminosilicate
ou pyrophyllite
Al2O3*
tous
OPX + Al2O3
amésite + Al2O3
spinelles
amésite + Al2O3
albite + MgO* + FeO*
leucite
jadéite
néphéline
kalsilite
kalsilite + Al2O3
jadéite
néphéline
kalsilite + MgO + FeO
néphéline
grossulaire + Al2O3
10GRA950, 9GRA800
3AMP675, 5AMP670, 7AMP700
autres
cordiérite
carpholite
glaucophane
orthose
albite
leucite
muscovite
paragonite
biotite
jadéite
lawsonite
anorthite
margarite
talc
anthophyllite
actinote
hédenbergite
diopside
CPX
tschermakite
épidote
staurotide
clinozoïsite
antigorite
grossulaire + margarite + Al2O3
grossulaire + Al2O3
clinozoïsite + Al2O3
OPX + Al2O3
antigorite
anthophyllite
OPX + Al2O3
OPX + CPX
CPX + antigorite
olivine + CPX
olivine + wollastonite
akermanite + wollastonite
merwinite + wollastonite
olivine + wollastonite
wollastonite + MGO + FEO
monticellite
grossulaire + penninite + Al2O3
grossulaire + penninite + Al2O3
spinelles + Al2O3
chloritoïde + Al2O3
pyrope-almandin + Al2O3
grossulaire + Al2O3
olivine
MgO + FeO
7AMP500, 5SV400, 9SB450, 10SB350
autres
10SB350
autres
7AMP600, 10AMP700, 7AMP500, 5SV400,
9SB450
autres
10AMP700
7AMP500, 4AMP600, 5SV400, 9SB450,
10SB350
autres
5GRA900, 10GRA950
7AMP500, 5SV400, 9SB450, 10SB350
autres
si wollastonite > 0
si wollastonite > 0; 3GRA800, 5GRA900
si wollastonite > 0; autres
si Mg / (Fe+Mg) < 0,1
si Mg / (Fe+Mg) > 0,1; 10SB350
si Mg / (Fe+Mg) < 0,1; autres
7AMP600, 4AMP600, 6AMP600
7AMP500
autres
7AMP500, 4AMP600
autres
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut
grade métamorphique – Phase I
62
Réactants
Produits
akermanite
OPX
grossulaire
pyropealmandin
spessartine
merxinite + monticellite
olivine
gehlenite + wollastonite
chloritoïde
daphnite
sudoïte
Faciès
spinelles + olivine
Al2O3 + MnO*
amésite + Al2O3
spinelles
olivine + spinelles
amésite + Al2O3
MgO + Al2O3
amésite
spinelles + MgO
pénninite
monticellite
gehlenite
merwinite
olivine
wollastonite
MnO
téphroite
spinelles + olivine
olivine + spinelles
merwinite + MgO + FeO
lime + Al2O3
lime + MgO
FeO + MgO
lime
téphroite
MnO (oxyde)
10SB350
autres
10SB350
7AMP600, 7AMP500, 4AMP600, 9SB450,
6AMP600
*Al2O3 = diaspore, corindon
*MgO = périclase, brucite
*MnO = pyroxmangite, rhodonite
*FeO = FeO additionnel (réparti dans les oxydes après le calcul des silicates)
Projet CONSOREM 2013-04: Caractéristiques minéralogiques et chimiques des altérations dans les roches de haut
grade métamorphique – Phase I
63